Онкоген: что это такое? & Как это влияет на клеточный цикл?

Онкоген - это ген, который способствует деление клеток. Нормальные клетки делятся в соответствии с клеточным циклом - контролируемым процессом, который координирует рост и размножение клеток в живой ткани.

После деления клетка переходит в межфазную стадию, во время которой она может либо подготовиться к новому делению, либо прекратить деление.

Онкогены - это дефектный или мутировавшие гены которые управляют делением клеток, даже если в этом нет необходимости.

В нормальной клетке предшественники онкогенов, называемые протоонкогены контролировать рост клеток, пока гены-супрессоры удерживать клетки от деления, когда рост не нужен. В зависимости от клетки протоонкогены либо активны, и клетка делится, либо выключаются, и клетка перестает делиться. Для таких процессов, как рост или восстановление повреждений тканей, клетки должны быстро делиться, и протоонкогены должны быть активными.

Ячейки, такие как клетки мозга узкоспециализированы и не разделяются. В этих клетках протоонкогены находятся в выключен.

Иногда протоонкоген повреждается или его ДНК реплицируется неправильно. Такие мутации могут включить его навсегда или изменить его так, чтобы он активнее стимулировал деление клеток. Эти измененные гены становятся онкогенами, и при определенных условиях они способствуют быстрому росту клеток, что приводит к опухолям и раку.

Помимо присутствия онкогенов, для рака необходимы дополнительные факторы, но онкогены являются одной из основных причин.

в клеточный цикл, нормальные клетки делятся во время митоза, а затем переходят в межфазный сцена. Во время интерфазы клетки либо готовятся к следующему делению, либо входят в G₀ фаза, в которой они перестают делиться.

Если клетка должна делиться, она проходит еще один клеточный цикл и производит две идентичные дочерние клетки. Нормальные протоонкогены активны и поддерживают деление клеток.

Такое деление клеток важно для замещения умерших клеток и для роста молодых организмов. Например, клетки кожи постоянно делятся и заменяют клетки во внешних слоях кожи. Клетки младенцев быстро делятся и позволяют малышу вырасти во взрослого. Протоонкогены реагируют на сигналы, говорящие о том, что необходимы новые клетки или больше клеток, и они поддерживают деление клеток, чтобы удовлетворить указанную потребность.

Когда клетка завершает клеточный цикл, она проходит три контрольные точки. В этих точках оценивается состояние клетки. Если все идет нормально, процесс деления клеток продолжается. Если возникает проблема, например, неправильная ДНК или недостаточное количество клеточного материала для двух новых клеток, процесс останавливается.

Онкогены нарушают работу этих контрольных точек. Чтобы прервать клеточный цикл, протоонкогены могут дезактивироваться или подавляющий ген может вступить во владение. Если протоонкоген мутировал в онкоген, он может сказать клетке продолжать делиться, несмотря на проблемы. Результатом может быть масса дефектных клеток.

Особенно важная контрольная точка наступает в конце интерфазы до того, как клетка начинает делиться в фазе митоза. На этом этапе клетка проверяет, полностью ли дублирована ДНК и нет ли ошибок в цепях ДНК. Типичные ошибки - это разрывы ДНК или неправильно реплицированные гены.

Если есть повреждение ДНК, соответствующие протоонкогены должны быть деактивированы, и клетка должна остановить процесс деления, поскольку она пытается восстановить свои ДНК. Если онкоген присутствует, он может помочь клетке игнорировать стоп-сигналы и продолжить деление.

В новых ячейках будет ошибочная ДНК и не сможет нормально функционировать. В некоторых случаях рост клеток будет продолжаться, и дочерние клетки образуют опухоль.

Иногда проверки в контрольной точке обнаруживают, что повреждение клеточной ДНК слишком серьезно для восстановления. В этом случае предполагается, что клетка отмирает в процессе, называемом апоптоз. Когда присутствуют онкогены, они могут помочь клетке обойти апоптоз и продолжить деление. Новые клетки наследуют дефектную ДНК, а также онкогены и могут продолжать делиться при неограниченном росте клеток.

Когда онкогены помогают клеткам делиться, несмотря на наличие стоп-сигналов, клетки могут очень быстро превратиться в небольшую опухоль. Такие опухоли не опасны сами по себе, потому что у них нет независимого кровоснабжения, а опухолевые клетки не могут мигрировать и вторгаться в соседние ткани. Рост опухоли и миграция клеток, вызывающие метастазирование, требуют дополнительных факторов для продолжения.

В дополнение к протоонкогенам, которые помогают регулировать рост клеток, клетки также имеют гены-супрессоры опухолей, которые ограничивают неконтролируемое деление клеток и ненужный рост кровеносных сосудов. Развитие кровоснабжения растущей ткани называется ангиогенез.

И протоонкогены, и опухолевый супрессор гены контролировать ангиогенез и убедиться, что он не поддерживает неограниченный рост клеток. Когда протоонкогены мутируют в онкогены, они нарушают действие генов-супрессоров опухолей, одновременно способствуя ангиогенезу. Затем опухоль может увеличиваться в размерах за счет собственного кровоснабжения.

Иногда онкогены не только способствуют росту клеток, но и активируют определенные функции клеток. Для метастаз Чтобы это произошло, клетки должны мигрировать по кровеносным сосудам в новые места и начать там размножаться. Онкогены могут активировать миграционное поведение клеток.

Теперь опухоль может стать опасной и вызвать рак, потому что она имеет собственное кровоснабжение, а опухолевые клетки могут мигрировать через новые кровеносные сосуды.

• ТРК: Ген киназы рецептора тропомиозина регулирует поведение клеток нервной системы. Когда соответствующий онкоген активируется, это влияет на рост и подвижность клеток. Эти эффекты могут способствовать росту рака.
  
• РАН: Семейство белков RAS активирует гены, которые контролируют рост, дифференциацию и выживание клеток во всем организме. Соответствующие онкогены постоянно включают активацию белка RAS, что приводит к неконтролируемому росту клеток.
• ERK: Киназы, регулируемые внеклеточными сигналами, помогают контролировать митоз и функции клеток в начале интерфазы. Соответствующие онкогены помогают клеткам в репликации ДНК и иногда работают вместе с онкогенами RAS.
• МОЙ С: Семейство генов MYC - это протооктогены, которые регулируют транскрипцию ДНК в РНК. Когда они активируются как онкогены, они включают многие гены, в том числе те, которые способствуют росту клеток, и могут способствовать образованию опухолей.

Образование онкогенов из мутировавших протоонкогенов - лишь один из факторов образования злокачественных раковых опухолей. Различные онкогены должны работать вместе, чтобы способствовать росту клеток и образованию новой опухоли. кровеносный сосуд.

Гены-супрессоры опухолей должны быть либо выключены, либо они сами могут мутировать в форму, в которой они способствуют росту опухолей. Наконец, необходимо преодолеть естественную гибель клеток или апоптоз клеток с поврежденной ДНК.

Когда все эти факторы объединяются, онкогены в первую очередь помогают дефектным клеткам превратиться в небольшие опухоли. Затем они способствуют образованию кровеносных сосудов посредством ангиогенеза и позволяют опухоли расти дальше. На этом этапе рак все еще локализован и не распространился на соседние ткани или через кровеносные сосуды.

Для развития злокачественного рака функция миграции опухолевых клеток включается соответствующими онкогенами. Теперь опухолевые клетки могут мигрировать в соседние ткани и метастазировать по всему телу, создавая новые опухоли. На этом этапе онкогены помогли вызвать злокачественный рак.

Онкогены человека могут вызывать рак из-за мутации нормальных генов. Общие виды рака включают рак легких, рак груди, колоректальный рак и рак предстательной железы. Раковые клетки человека распространяются через пролиферацию клеток, в то время как терапия рака пытается сдержать рост опухоли и метастазирование через химиотерапия а также лучевая терапия.

Исследования рака сосредоточены на индивидуальном подходе к лечению, чтобы убить определенные раковые клетки опухоли пациента. Изучение молекулярной биологии на уровне раковых клеток и изучение того, как экспрессия гена приводит к раку каждого отдельного пациента, позволяет индивидуализировать лечение, специфичное для рака пациента, и снижает побочные эффекты.

В результате этих стратегий лечения уровень смертности от рака у людей снизился, хотя онкологические заболевания у людей стали более распространенными.