ონკოგენი არის გენი, რომელიც ხელს უწყობს უჯრედის დაყოფა. ნორმალური უჯრედები იყოფა უჯრედის ციკლის შესაბამისად, კონტროლირებადი პროცესი, რომელიც კოორდინაციას უწევს უჯრედების ზრდას და გამრავლებას ცოცხალ ქსოვილებში.
უჯრედის გაყოფის შემდეგ, იგი შედის ინტერფაზურ ეტაპზე, რომლის დროსაც მას შეუძლია ახალი სამმართველოსთვის მომზადება ან გაყოფის შეჩერება.
ონკოგენები არიან წუნდებული ან მუტირებული გენები რომლებიც მართავენ უჯრედების დაყოფას მაშინაც კი, როდესაც ეს არ არის საჭირო.
პროტო ონკოგენები და ნორმალური უჯრედები
ნორმალურ უჯრედში ონკოგენური წინამორბედები ე.წ. პროტო ონკოგენები აკონტროლეთ უჯრედების ზრდა, ხოლო დამთრგუნველი გენები შეინახეთ უჯრედები დაყოფისგან, როდესაც ზრდა არ არის საჭირო. უჯრედიდან გამომდინარე, პროტო ონკოგენები ან აქტიურია და უჯრედი იყოფა, ან გამორთულია და უჯრედი წყვეტს გაყოფას. ისეთი პროცესებისთვის, როგორიცაა ზრდა ან ქსოვილის დაზიანების აღდგენა, უჯრედები სწრაფად უნდა გაიყონ და პროტო ონკოგენები უნდა იყვნენ აქტიურები.
ისეთი უჯრედები, როგორიცაა ტვინის უჯრედები ძალიან სპეციალიზირებული არიან და არ ყოფენ. ამ უჯრედებში არის პროტო ონკოგენები გამორთულია.
ზოგჯერ პროტო ონკოგენი ზიანდება ან მისი დნმ არასწორად ხდება. ასეთმა მუტაციებმა შეიძლება ის მუდმივად ჩართონ ან შეცვალონ ისე, რომ უფრო ინტენსიურად მართოს უჯრედების დაყოფა. ეს შეცვლილი გენები ხდება ონკოგენი და გარკვეულ პირობებში, ისინი ხელს უწყობენ უჯრედული უჯრედების ზრდას, რაც იწვევს სიმსივნეებსა და კიბოს.
ონკოგენების არსებობის გარდა, კიბოსთვის აუცილებელია დამატებითი ფაქტორები, მაგრამ ონკოგენები ერთ-ერთი ძირეული მიზეზია.
ნორმალური უჯრედების განყოფილება
იმ უჯრედის ციკლი, ნორმალური უჯრედები იყოფა მიტოზის დროს და შემდეგ გადადის მასში ინტერფაზი ეტაპი ინტერფაზის დროს უჯრედები ან ემზადებიან სხვა განყოფილებისთვის, ან შედიან G– ში0 ფაზა, რომელშიც ისინი წყვეტენ დაყოფას.
თუ უჯრედი უნდა დაიყოს, ის გადის სხვა უჯრედულ ციკლს და წარმოქმნის ორ ერთნაირ ქალიშვილ უჯრედს. ნორმალური პროტო ონკოგენები აქტიურია და განაგრძობს უჯრედების დაყოფას.
უჯრედების ასეთი გაყოფა მნიშვნელოვანია გარდაცვლილი უჯრედების შესაცვლელად და ახალგაზრდა ორგანიზმების ზრდისთვის. Მაგალითად, კანის უჯრედები მუდმივად ყოფენ და ანაცვლებენ უჯრედებს გარე კანის ფენებში. ჩვილების უჯრედები სწრაფად იყოფა და საშუალებას აძლევს ბავშვს ზრდასრული გახდეს. პროტო ონკოგენები რეაგირებენ სიგნალებზე, რომლებიც ამბობენ, რომ საჭიროა ახალი უჯრედები ან მეტი უჯრედები და ისინი განაგრძობენ უჯრედების დაყოფას, სიგნალის საჭიროების დასაკმაყოფილებლად.
ონკოგენებისა და უჯრედების განყოფილება
რადგან უჯრედი ასრულებს უჯრედულ ციკლს, ის გადის სამს საკონტროლო წერტილები. ამ წერტილებში ფასდება უჯრედის მდგომარეობა. თუ ყველაფერი ნორმალურად მიმდინარეობს, უჯრედების დაყოფის პროცესი გრძელდება. თუ არსებობს პრობლემა, მაგალითად, არასწორი დნმ ან უჯრედული მასალა არასაკმარისი ორი ახალი უჯრედისთვის, პროცესი წყდება.
ონკოგენები არღვევს ამ საკონტროლო წერტილების მუშაობას. უჯრედის ციკლის შესაჩერებლად, პროტო ონკოგენები შეიძლება გაუქმდეს ან აღკვეთოს გენი. თუ პროტო ონკოგენი გარდაიქმნა ონკოგენად, ამან შეიძლება დაავალოს უჯრედს, გააგრძელოს დაყოფა პრობლემების მიუხედავად. შედეგი შეიძლება იყოს ა წუნდებული უჯრედების მასა.
ონკოგენები, დნმ დაზიანება და უჯრედული სიკვდილი
განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი საკონტროლო წერტილი მოდის ინტერფაზის ბოლოს, სანამ უჯრედი დაიწყებს გაყოფას მიტოზის ფაზაში. ამ ეტაპზე, უჯრედი ამოწმებს, რომ დნმ მთლიანად არის დუბლირებული და რომ დნმ-ის ძაფებში შეცდომები არ არის. ტიპიური შეცდომები არის დნმ-ის შესვენება ან არასწორად გამრავლებული გენები.
დნმ-ის დაზიანების შემთხვევაში, შესაბამისი პროტო ონკოგენები უნდა გააქტიურდეს და უჯრედმა უნდა შეაჩეროს დაყოფის პროცესი, რადგან ის ცდილობს შეაკეთოს მისი დნმ. თუ ონკოგენი არსებობს, მას შეუძლია დაეხმაროს უჯრედს უგულებელყოს გაჩერების სიგნალები და განაგრძოს დაყოფა.
ახალ უჯრედებს ექნებათ გაუმართავი დნმ და ვერ შეძლებს სწორად ფუნქციონირებას. ზოგიერთ შემთხვევაში, უჯრედების ზრდა გაგრძელდება და ქალიშვილი უჯრედები წარმოქმნიან სიმსივნეს.
ზოგჯერ საკონტროლო წერტილზე შემოწმების შედეგად აღმოჩნდება, რომ უჯრედის დნმ-ის დაზიანება ძალიან მძიმეა გამოსასწორებლად. ამ შემთხვევაში უჯრედი უნდა მოკვდეს პროცესში, რომელსაც ე.წ. აპოპტოზი. ონკოგენების არსებობის შემთხვევაში, მათ შეუძლიათ დაეხმარონ უჯრედს აპოპტოზის გვერდის ავლით და განაწილება. ახალი უჯრედები მემკვიდრეობით იღებენ როგორც დეფექტურ დნმ-ს, ასევე ონკოგენებს და უჯრედების შეუზღუდავ ზრდას შეუძლიათ განაწილება.
ონკოგენები და სიმსივნის ზრდა
როდესაც ონკოგენები ხელს უწყობენ უჯრედების დაყოფას, გაჩერების სიგნალების არსებობის მიუხედავად, უჯრედები შეიძლება სწრაფად გადაიზარდონ პატარა სიმსივნედ. ასეთი სიმსივნეები თავისთავად საშიში არ არის, რადგან მათ არ აქვთ დამოუკიდებელი სისხლის მიწოდება და სიმსივნის უჯრედებს არ შეუძლიათ მიგრაცია და მეზობელ ქსოვილებში შეჭრა. სიმსივნის ზრდა და მეტასტაზების გამომწვევი უჯრედების მიგრაცია საჭიროებს დამატებით ფაქტორებს.
პროტო ონკოგენების გარდა, რომლებიც ხელს უწყობენ უჯრედების ზრდის რეგულირებას, უჯრედებს აქვთ სიმსივნის დამთრგუნველი გენიც, რომლებიც ზღუდავენ უჯრედების უკონტროლო გაყოფას და სისხლძარღვების ზედმეტ ზრდას. მზარდი ქსოვილისთვის სისხლის მიწოდების განვითარება ეწოდება ანგიოგენეზი.
როგორც პროტო ონკოგენები და სიმსივნის დამთრგუნველი გენები აკონტროლეთ ანგიოგენეზი და დარწმუნდით, რომ იგი ხელს არ უწყობს უჯრედების შეუზღუდავ ზრდას. როდესაც პროტო ონკოგენები გარდაიქმნებიან ონკოგენებად, ისინი არღვევენ სიმსივნის დამთრგუნველი გენების მოქმედებას, ხოლო ისინი ხელს უწყობენ ანგიოგენეზს. შემდეგ სიმსივნე შეიძლება გაიზარდოს საკუთარი სისხლით მომარაგებით.
ზოგჯერ ონკოგენები არა მხოლოდ ხელს უწყობენ უჯრედების ზრდას, არამედ ააქტიურებენ უჯრედების გარკვეულ ფუნქციებს. ამისთვის მეტასტაზი რომ მოხდეს, უჯრედები უნდა მიგრირდნენ სისხლძარღვების მეშვეობით ახალ ადგილებში და იქ დაიწყონ გამრავლება. ონკოგენებს შეუძლიათ გაააქტიურონ უჯრედების მიგრაციული ქცევა.
ახლა სიმსივნე შეიძლება გახდეს საშიში და შეიძლება წარმოქმნას სიმსივნური ზრდა, რადგან მას აქვს საკუთარი სისხლით მომარაგება და სიმსივნის უჯრედებს შეუძლიათ მიგრაცია ახალი სისხლძარღვების მეშვეობით.
ონკოგენების მაგალითები
-
TRK: ტროპომიოზინის რეცეპტორული კინაზების გენი არეგულირებს უჯრედების ქცევას ნერვულ სისტემაში. როდესაც შესაბამისი ონკოგენი გააქტიურებულია, ეს გავლენას ახდენს უჯრედების ზრდასა და მობილობაზე. ამ ეფექტებს შეუძლია ხელი შეუწყოს კიბოს ზრდას.
- RAS: RAS ცილების ოჯახი ააქტიურებს გენებს, რომლებიც აკონტროლებენ უჯრედების ზრდას, დიფერენცირებას და გადარჩენას მთელ სხეულში. შესაბამისი ონკოგენები მუდმივად ჩართავენ RAS ცილის აქტივაციას, რაც იწვევს უჯრედების უკონტროლო ზრდას.
- ERK: გარეუჯრედული სიგნალით რეგულირებული კინაზები ხელს უწყობენ უჯრედული მიტოზისა და უჯრედების ფუნქციების კონტროლს ინტერფაზის დასაწყისში. შესაბამისი ონკოგენები ეხმარება უჯრედებს დნმ – ის რეპლიკაციის დროს და ზოგჯერ მუშაობენ RAS ონკოგენებთან ერთად.
- MYC: MYC გენთა ოჯახი წარმოადგენს პროტოქტოგენებს, რომლებიც არეგულირებენ დნმ – დან – რნმ – ს ტრანსკრიფციას. ონკოგენებად გააქტიურებისას, ისინი ჩართავენ ბევრ გენს, მათ შორის იმ უჯრედების ზრდას და მათ შეუძლიათ ხელი შეუწყონ სიმსივნის წარმოქმნას.
კიბოს სიმსივნის წარმოქმნა
ონკოგენების წარმოქმნა მუტირებული პროტო ონკოგენებიდან არის ავთვისებიანი კიბოს სიმსივნეების წარმოქმნის მხოლოდ ერთი ფაქტორი. სხვადასხვა ონკოგენმა უნდა ითანამშრომლოს, რათა ხელი შეუწყოს უჯრედების ზრდას და ახალი სიმსივნის წარმოქმნას სისხლძარღვები.
სიმსივნის დამთრგუნველი გენები ან უნდა გამორთონ, ან შესაძლოა ისინი თავად გარდაიქმნან ფორმაში, სადაც ისინი ხელს უწყობენ სიმსივნის ზრდას. დაბოლოს, უნდა გადალახოს დაზიანებული დნმ-ით უჯრედების ბუნებრივი უჯრედების სიკვდილი ან აპოპტოზი.
როდესაც ყველა ეს ფაქტორი გაერთიანდება, ონკოგენები პირველ რიგში ხელს უწყობენ დეფექტურ უჯრედებს მცირე სიმსივნეებად გადაიქცნენ. შემდეგ ისინი ხელს უწყობენ სისხლძარღვების ფორმირებას ანგიოგენეზის საშუალებით და სიმსივნის შემდგომი ზრდის საშუალებას იძლევა. ამ ეტაპზე კიბო ჯერ კიდევ ლოკალიზებულია და არ გავრცელებულა მეზობელ ქსოვილებში ან სისხლძარღვების გავლით.
ავთვისებიანი კიბოს განვითარების მიზნით, სიმსივნის უჯრედებს აქვთ მიგრაციული ფუნქცია ჩართული შესაბამისი ონკოგენებით. ახლა სიმსივნის უჯრედებს შეუძლიათ მიგრაცია მიმდებარე ქსოვილში და მეტასტაზირება მთელ სხეულში ახალი სიმსივნეების წარმოქმნის მიზნით. ამ ეტაპზე ონკოგენებმა ხელი შეუწყო ავთვისებიანი კიბოს წარმოქმნას.
ადამიანის კიბოს მოვლენა
ადამიანის ონკოგენებმა შეიძლება გამოიწვიოს კიბო ნორმალური გენების მუტაციის შედეგად. გავრცელებული კიბოებია ფილტვის კიბო, მკერდის კიბო, მსხვილი ნაწლავის კიბო და პროსტატის ჯირკვლის კიბო. ადამიანის კიბოს უჯრედები ვრცელდება უჯრედების გამრავლების გზით, ხოლო კიბოს თერაპია ცდილობს შეიცავდეს სიმსივნის ზრდას და მეტასტაზირებას ქიმიოთერაპია და სხივური მკურნალობა.
კიბოს კვლევა ორიენტირებულია პაციენტის სიმსივნის კონკრეტული კიბოს უჯრედების გასანადგურებლად მკურნალობის პერსონალიზაციაზე. მოლეკულური ბიოლოგიის შესწავლა კიბოს უჯრედის დონეზე და იმის ყურება, თუ როგორ გენის გამოხატვა თითოეული პაციენტის კიბოთი მივყავართ პაციენტის კიბოს სპეციფიკური მკურნალობის და გვერდითი მოვლენების შემცირების საშუალებას.
ამ მკურნალობის სტრატეგიების შედეგად, ადამიანის კიბოთი სიკვდილიანობის მაჩვენებელი დაეცა მაშინაც კი, როდესაც კიბო უფრო ხშირად ხდება.