Geny supresorów nowotworów: co to jest?

Rak jest złożonym zaburzeniem genetycznym wykazującym znaczną zmienność, zgodnie z Narodowy Instytut Raka. Odziedziczone lub nabyte mutacje genetyczne mogą spowodować, że komórki zwariują, zamieniając normalne komórki w nieuregulowane fabryki masowej produkcji komórek.

Nieskrępowany wzrost komórek wywraca naturalny cykl komórkowy, co może prowadzić do powstania raka u ludzi, chyba że geny supresorowe guza interweniować.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Geny supresorowe nowotworu to naturalna armia organizmu przeciwko nowotworom i progresji nowotworu. Zdrowe geny supresorowe guza regulują aktywność komórek. Zmutowane lub brakujące geny supresorowe guza zwiększają ryzyko powstania guza.

Komórki somatyczne ludzkiego ciała zawierają tysiące genów, które normalnie znajdują się na 46 chromosomach. Materiał genetyczny w DNA określa cechy dziedziczne, w tym rzadkie geny na raka. Na poziomie molekularnym geny działają poprzez syntezę białek kontrolujących różnicowanie komórek, wzrost, reprodukcję i długowieczność.

Somatyczny mutacje powodują produkcję nowego rodzaju białka, które może być pomocne, nieistotne lub szkodliwe do adaptacji i przetrwania organizmu.

Guzy nowotworowe wynikają z niekorzystnych mutacji genów replikowanych przez komórki. Zmienione sekwencje białek wysyłają do komórki błędne wiadomości, które zakłócają normalne operacje. Kiedy pojawiają się mutacje, normalne geny supresorowe guza mogą czasami naprawić uszkodzenie DNA dotkniętych komórek lub wskazać nieodwracalnie uszkodzone komórki do zniszczenia.

Mutacje w genach supresorowych guza mogą powodować nieprawidłowy wzrost komórek i powstawanie guza. Niektóre odziedziczone mutacje, takie jak BRCA1 i BRCA2, wiążą się na przykład z wyższym ryzykiem zachorowania na raka piersi. Powszechna mutacja w komórkach nowotworowych jest nieobecna lub upośledzona p53gen.

Jądro działa jako centrum dowodzenia komórki, kontrolując ekspresję genów i podział komórki. Tempo wzrostu komórek zależy od wieku, kondycji i zmieniających się potrzeb organizmu. Protoonkogeny pomagają komórkom dzielić się w normalny sposób. Geny supresorowe nowotworu zapobiegające podziałowi zapobiegają przerostowi za pomocą różnych strategii.

Onkogeny może spowodować, że komórka będzie rosnąć nieregularnie i wymknąć się spod kontroli. Szybki, nieuregulowany wzrost komórek jest związany z powstawaniem guza. Rak może również wystąpić, gdy geny supresji nowotworu są wyłączone, co naraża organizm na szkodliwe mutacje genetyczne.

W ludzkim ciele jest około 250 onkogenówi700 genów supresorowych nowotworów które regulują funkcjonowanie komórek, zgodnie z artykułem z 2015 roku w EBioMedycyna.

Na przykład p21CIP to inhibitor kinazy który odgrywa aktywną rolę w supresji guza. W szczególności p21CIP może hamować wzrost guza, naprawiać uszkodzony DNA i hamować śmierć komórek przed uszkodzeniem tkanek.

Ponieważ rak jest chorobą genetyczną, mutacje nagromadzone przez całe życie zwiększają prawdopodobieństwo powstania guza. Nowotworowe komórki nowotworowe są „wrakiem genetycznym pociągu” składającym się z patogennych mutacji komórek, fuzji genów i nieprawidłowej ekspresji genów, jak opisano w EBioMedycyna. Geny supresorowe guza mogą pomóc komórce w odpowiedzi na mutacje przed podziałem i przekazaniem zmienionego DNA.

Ochronne działania genów supresji nowotworu mogą obejmować:

• Hamowanie podziału uszkodzonych komórek
• Naprawa zmutowanego/uszkodzonego DNA 
• Eliminacja wadliwych ogniw 

Na przykład, białko p53 to gen supresorowy guza – zmapowany na 17 chromosomie – który koduje białko zaangażowane w regulację komórki. Działa poprzez wiązanie się z określonym regionem DNA, co stymuluje produkcję białka p21, które następnie hamuje niekontrolowany podział komórek i związane z nim nowotwory.

Białko APC wytwarzane przez partnerów genowych APC z innymi białkami w komórce w celu zarządzania funkcjami komórkowymi. APC jest uważany za supresor nowotworowy, ponieważ APC powstrzymuje komórki przed zbyt szybkim podziałem i monitoruje liczbę chromosomów po podział komórek. Mutacje genu APC mogą zwiększać ryzyko wystąpienia polipów i raka okrężnicy.

Ludzkie ciało chroni się, zabijając zmutowane lub uszkodzone komórki, które są potencjalnie szkodliwe. Ten proces nazywa się apoptoza, rodzaj zaprogramowanej śmierci komórki.

Białka supresorowe guza pełnią funkcję strażników, którzy kładą kres potencjalnym zagrożeniom. Na przykład gen supresorowy nowotworu p53 koduje białka, które nakazują uszkodzonym komórkom samozniszczenie.

Zlokalizowany na chromosomie 18, BCL-2 jest protoonkogenem, który utrzymuje równowagę między żywymi i umierającymi komórkami. Podgrupy białka pełnią funkcję pro- lub antyapoptotyczną. Mutacje genu BCL-2 mogą prowadzić do nowotworów, takich jak białaczka i chłoniak.

Czynnik martwicy nowotworu (TNF) koduje białko cytokinowe zaangażowane w regulację stanu zapalnego. TNF odgrywa rolę w apoptozie, różnicowanie komórek i zaburzenia autoimmunologiczne. TNF w makrofagach może zabijać niektóre typy komórek nowotworowych w nowotworach.

Komórki są skończone i ostatecznie przechodzą w starzenie po wielokrotnych podziałach komórkowych. Starzenie się to okres zahamowania wzrostu. Kiedy komórki wchodzą w starzenie, przestają się dzielić, aby zatrzymać starzenie się, uszkodzenie materiał genetyczny od przekazania do komórek potomnych.

Jeśli komórki, które mają się starzeć, dalej się dzielą, może to przyczynić się do wzrostu guza. Podczas starzenia dojrzałe komórki gromadzą się i wydzielają substancje zapalne do sąsiednich tkanek, co zwiększa ryzyko chorób związanych z wiekiem, takich jak rak.

Odkrycie leków nakłaniających złośliwe komórki do starzenia się i zmniejszających wydzielanie przez nie zapalnych substancji chemicznych może poszerzyć możliwości leczenia raka.

Kinazy zależne od cyklin (CDK1, CDK2) to białka zaangażowane we wzrost komórek. Inhibitory CDK zatrzymać podział komórek i mieć potencjał, by „stać się ważną bronią w walce z rakiem”, zgodnie z artykułem z 2015 r Farmakologia molekularna.

Inhibitory CDK mogą odgrywać rolę w spowalnianiu guzów i wywoływaniu śmierci komórek rakowych. Jednak zmienność DNA guza utrudnia zaprojektowanie leków specyficznych dla guza, które działają na. wszystko guzy_._

Guzy lite potrzebują obfitego pożywienia i tlenu. Rosnące nowotwory zaczynają się od rozwoju własnych naczyń krwionośnych dostarczających paliwo – proces zwany angiogeneza. Sygnały chemiczne stymulują produkcję nowych naczyń krwionośnych, zapewniając w ten sposób obfite zaopatrzenie w składniki odżywcze mnożącym się komórkom nowotworowym.

Rozszerzające się guzy mogą następnie dawać przerzuty lub przenieść się w inne miejsca ciała i okazać się śmiertelne. Według National Cancer Institute testowane są obiecujące nowe leki, które mają zapobiegać angiogenezie guza i zagłodzić guza. Takie podejście do leczenia raka ma na celu dopływ krwi, a nie sam guz.

gen PTEN aktywuje enzymy które pomagają kontrolować wzrost komórek i zapobiegają tworzeniu się guza. Inne funkcje obejmują kontrolowanie angiogenezy, ruchu komórek i apoptozy. Wykazano, że białko p53 hamuje angiogenezę w powstawaniu guza, ale mechanizm nie jest dobrze poznany.

Geny supresorowe nowotworu nie zawsze wygrywają w walce z rakiem. Inne mutacje mogą oznaczać, że geny są wyciszone lub mniej aktywne.

Kiedy nowotwór atakuje organizm, geny supresji nowotworu mogą zostać dezaktywowane na poziomie białka i stać się bezbronne. Agresywne nowotwory mogą nawet spowodować wyginięcie genów supresorowych nowotworów z genomu.

Co więcej, „dobre” geny mogą stać się nieuczciwe. Na przykład praca białko siatkówczaka (pRB) ma hamować nowotwory poprzez blokowanie wzrostu nieprawidłowych komórek. Jednak mutacja w genie pRB może faktycznie prowadzić do niekontrolowany wzrost komórek i częstsze przypadki nowotworów.

W 1971 roku Alfred Knudsen Jr. opublikował swoją hipotezę „dwóch trafień” opartą na badaniach dziedzicznych i niedziedzicznych przypadków siatkówczaka u dzieci (raka oka). Knudson zaobserwował, że nowotwory rozwijają się tylko wtedy, gdy brakuje obu kopii genu RB1 w komórkach lub są one uszkodzone.

Doszedł do wniosku, że zmutowany gen był recesywny, a jeden zdrowy gen może działać jako supresor nowotworu.

National Cancer Institute szacuje, że ponad 100 rodzajów raka występują u ludzi. Najczęściej wymienianym typem są raki – nowotwory występujące w komórkach nabłonka. Do tej kategorii należy wiele znanych typów raka:

• Tkanki gruczołowe: Rak piersi, prostaty i jelita grubego.
  
• Komórki podstawowe: Rak w zewnętrznej warstwie skóry.
  
• Komórki płaskonabłonkowe: Rak głęboko w skórze; znajduje się również w wyściółce niektórych narządów.
  
• Komórki przejściowe: Rak wyściółki pęcherza moczowego, nerek i macicy.
  

Inne rodzaje raka obejmują mięsaka tkanek miękkich, raka płuc, szpiczaka, czerniaka i raka mózgu. Zespół Li-Fraumeni jest dziedziczną predyspozycją do rzadkich nowotworów wywołanych mutacją p53.

Bez funkcjonujących białek p53 pacjenci są bardziej narażeni na wiele rodzajów nowotworów.