Oncogene: Ce este? & Cum afectează ciclul celular?

O oncogenă este o genă care promovează diviziune celulara. Celulele normale se împart în funcție de ciclul celular, un proces controlat care coordonează creșterea și multiplicarea celulelor în țesutul viu.

După ce o celulă se împarte, aceasta intră în etapa interfazică în timpul căreia se poate pregăti pentru o nouă diviziune sau se poate opri din divizare.

Oncogenele sunt defect sau gene mutante care conduc diviziunea celulară chiar și atunci când nu este necesară.

Într-o celulă normală, precursorii oncogenei sunt numiți proto oncogene controlează creșterea celulară în timp ce gene supresoare împiedicați celulele să se împartă atunci când creșterea nu este necesară. În funcție de celulă, proto-oncogenele sunt active sau celula se divide, sau este oprită, iar celula se oprește din divizare. Pentru procese precum creșterea sau repararea deteriorării țesuturilor, celulele trebuie să se împartă rapid, iar proto-oncogenele trebuie să fie active.

Celule precum celule nervoase

Uneori, un proto oncogen este deteriorat sau ADN-ul său este reprodus incorect. Astfel de mutații îl pot activa permanent sau îl pot schimba astfel încât să conducă diviziunea celulară mai intens. Aceste gene modificate devin oncogene și, în anumite condiții, ajută la creșterea celulelor fugare, rezultând tumori și cancer.

Pe lângă prezența oncogenelor, sunt necesari factori suplimentari pentru cancer, dar oncogenele sunt una dintre cauzele principale.

În ciclul celulei, celulele normale se împart în timpul mitozei și apoi trec în interfază etapă. În timpul interfazei, celulele fie se pregătesc pentru o altă diviziune, fie intră în G₀ fază în care se opresc divizarea.

Dacă celula urmează să se împartă, ea trece printr-un alt ciclu celular și produce două celule fiice identice. Proto-oncogenele normale sunt active și mențin divizarea celulei.

Acest tip de diviziune celulară este important pentru înlocuirea celulelor care au murit și pentru dezvoltarea organismelor tinere. De exemplu, Celulele pielii divizează și înlocuiesc în mod constant celulele din straturile exterioare ale pielii. Celulele bebelușilor se divid rapid și îi permit copilului să crească într-un adult. Proto oncogenele reacționează la semnale care spun că sunt necesare celule noi sau mai multe celule și păstrează celulele în diviziune pentru a satisface nevoia semnalată.

Pe măsură ce celula finalizează un ciclu celular, trece prin trei puncte de control. În aceste puncte, starea celulei este evaluată. Dacă totul se desfășoară normal, procesul de diviziune celulară continuă. Dacă există o problemă, cum ar fi ADN incorect sau material celular insuficient pentru două celule noi, procesul se oprește.

Oncogenele perturbă funcționarea acestor puncte de control. Pentru a întrerupe ciclul celular, proto-oncogenele pot deveni dezactivate sau o genă supresoare poate prelua. Dacă un proto oncogen s-a mutat într-un oncogen, poate spune celulei să continue divizarea în ciuda problemelor. Rezultatul poate fi un masa celulelor defecte.

Un punct de control deosebit de important vine la sfârșitul interfazei înainte ca celula să înceapă să se împartă în faza de mitoză. În acest moment, celula verifică pentru a se asigura că ADN-ul a fost complet duplicat și că nu există erori în firele de ADN. Erorile tipice sunt rupturi în ADN sau gene reproduse incorect.

Dacă există daune ADN-ului, proto-oncogenele corespunzătoare ar trebui dezactivate și celula ar trebui să oprească procesul de divizare în timp ce încearcă să-și repare ADN. Dacă există o oncogenă, aceasta poate ajuta celula să ignore semnalele de oprire și să continue divizarea.

Noile celule vor avea ADN defect și nu va putea funcționa corect. În unele cazuri, creșterea celulară va continua, iar celulele fiice vor forma o tumoare.

Uneori, verificările la punctul de control constată că deteriorarea ADN-ului celulei este prea severă pentru a fi reparată. În acest caz, celula ar trebui să moară într-un proces numit apoptoza. Când sunt prezente oncogene, acestea pot ajuta celula să ocolească apoptoza și să continue divizarea. Noile celule moștenesc ADN-ul defect, precum și oncogenele și se pot împărți în continuare în creșterea celulară nelimitată.

Când oncogenele ajută celulele să se împartă în ciuda prezenței semnalelor de oprire, celulele pot crește într-o tumoare mică foarte repede. Astfel de tumori nu sunt periculoase de la sine, deoarece nu au un aport de sânge independent, iar celulele tumorale nu pot migra și invada țesuturile vecine. Creșterea tumorii și migrația celulară care cauzează metastaze necesită factori suplimentari pentru a continua.

Pe lângă proto-oncogene care ajută la reglarea creșterii celulare, celulele au și gene supresoare tumorale care limitează diviziunea necontrolată a celulelor și creșterea inutilă a vaselor de sânge. Se numește dezvoltarea unui aport de sânge pentru creșterea țesuturilor angiogeneza.

Atât proto-oncogene, cât și supresoare tumorale gene controlați angiogeneza și asigurați-vă că nu susține creșterea celulară nelimitată. Când proto-oncogenele mută în oncogene, acestea perturbă efectele genelor supresoare tumorale în timp ce promovează angiogeneza. Tumora poate crește apoi cu propriul aport de sânge.

Uneori, oncogenele nu numai că promovează creșterea celulară, dar activează și anumite funcții ale celulelor. Pentru metastaze pentru a avea loc, celulele trebuie să migreze prin vasele de sânge către noi situri și să înceapă să se înmulțească acolo. Oncogenele pot activa comportamentul migrator celular.

Acum, tumoarea poate deveni periculoasă și poate produce o creștere canceroasă, deoarece are propriul aport de sânge, iar celulele tumorale pot migra prin noile vase de sânge.

• TRK: Gena receptorului kinazei tropomiozinei reglează comportamentul celular în sistemul nervos. Când oncogena corespunzătoare este activată, aceasta afectează creșterea și mobilitatea celulelor. Aceste efecte pot contribui la creșterea cancerului.
  
• RAS: Familia de proteine ​​RAS activează gene care controlează creșterea, diferențierea și supraviețuirea celulelor pe tot corpul. Oncogenii corespunzători activează permanent activarea proteinei RAS, ducând la creșterea necontrolată a celulelor.
• ERK: Kinazele reglementate de semnal extracelular ajută la controlul mitozei celulare și a funcțiilor celulare la începutul interfazei. Oncogenele corespunzătoare ajută celulele cu replicarea ADN-ului și uneori funcționează împreună cu oncogenele RAS.
• C-UL MEU: Familia genelor MYC sunt proto octogeni care reglează transcrierea ADN-ARN. Atunci când sunt activate ca oncogene, ele activează multe gene, inclusiv cele care promovează creșterea celulară și pot contribui la formarea tumorii.

Formarea oncogenelor din proto-oncogene mutante este doar un factor în formarea tumorilor canceroase maligne. Diferite oncogene trebuie să colaboreze pentru a promova creșterea celulară și formarea de noi tumori vase de sânge.

Genele supresoare tumorale trebuie fie oprite, fie ele pot muta ele însele într-o formă în care promovează dezvoltarea tumorilor. În cele din urmă, moartea naturală a celulelor sau apoptoza celulelor cu ADN deteriorat trebuie depășită.

Când toți acești factori se reunesc, oncogenii ajută mai întâi celulele defecte să crească în tumori mici. Apoi promovează formarea vaselor de sânge prin angiogeneză și permit tumorii să crească în continuare. În acest moment, cancerul este încă localizat și nu sa răspândit în țesutul vecin sau prin vasele de sânge.

Pentru ca cancerul malign să se dezvolte, celulele tumorale au funcția de migrare activată de oncogenele corespunzătoare. Acum celulele tumorale pot migra în țesutul adiacent și se pot metastaza pe tot corpul pentru a produce noi tumori. În acel stadiu, oncogenele au contribuit la producerea unui caz de cancer malign.

Oncogenele umane pot provoca cancer prin mutația genelor normale. Cancerele obișnuite includ cancerul pulmonar, cancerul de sân, cancerul colorectal și cancerul prostatei. Celulele canceroase umane se răspândesc prin proliferarea celulelor, în timp ce terapia cancerului încearcă să conțină creșterea tumorii și metastazarea chimioterapie și tratamentul cu radiații.

Cercetarea cancerului se concentrează pe personalizarea tratamentului pentru a distruge celulele canceroase particulare ale tumorii pacientului. Studiind biologia moleculară la nivel de celule canceroase și analizând cum expresia genelor duce la cancerul fiecărui pacient individual permite personalizarea tratamentului specific cancerului pacientului și reducerea efectelor secundare.

Ca urmare a acestor strategii de tratament, ratele mortalității prin cancer la om au scăzut chiar și în timp ce cancerele la om devin mai frecvente.