P53 (TP53) Опухолевый белок: функция, мутация

Опухолевый белок 53, более известный как p53, представляет собой белковый продукт фрагмента дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) на хромосоме 17 человека и других эукариотических организмов.

Это фактор транскрипции, что означает, что он связывается с сегментом ДНК, который подвергается транскрипция в мессенджер рибонуклеиновая кислота (мРНК).

Примечательно, что белок p53 является одним из наиболее важных гены-супрессоры опухолей. Если этот лейбл звучит впечатляюще и обнадеживающе, что ж, это и то, и другое. Фактически, примерно в половине случаев рака человека p53 либо регулируется неправильно, либо находится в мутированной форме.

Клетка без достаточного количества p53 или без него правильного типа сродни баскетбольной или футбольной команде, соревнующейся без своего главного защитника; только после того, как неожиданный, но критический элемент исключен, степень ущерба, который ранее был предотвращен или смягчен этим элементом, становится полностью очевидным.

После

В G1, клетка воспроизводит все свои компоненты, за исключением своего генетического материала (хромосомы, содержащие полную копию ДНК организма). В Фаза S, клетка реплицирует свои хромосомы. В G2, ячейка фактически проверяет свою работу на наличие ошибок репликации.

Затем клетка вступает в митоз (Фаза M).

Митоз намного короче интерфазы, и включает стадии профаза, прометафаза, метафаза, анафаза а также телофаза. (Некоторые образовательные источники, особенно старые, опускают прометафазу.)

Во время митоза хромосомы конденсируются и выравниваются вдоль центральной оси клетки, а ядро ​​делится на два дочерних ядра.

Тогда клетка в целом делится (цитокинез) на две новые дочерние клетки, чтобы завершить цикл.

Ген p53 кодирует продукт «дикого типа» (что, несмотря на название, просто означает «нормальный») и мутантных форм.

Белок дикого типа является продуктом, который активен в подавлении опухолей. Однако мутантный тип не только доминирует над диким типом, что означает, что он сводит на нет нормальную функцию p53, но и может даже быть опухолевым.продвижение, или же онкогенный, сам по себе.

Таким образом, наследование одной мутантной копии мутантного гена p53 и одного гена-супрессора опухоли p53 более неблагоприятно, чем отсутствие p53 в вашем геноме вообще.

Становится хуже. Опухоли с мутантными копиями р53 проявляют устойчивость к традиционному химиотерапевтическому лечению, поэтому не только наследуются. мутация гена p53 предрасполагает людей к раку, из-за этого опухоли и раковые клетки чрезвычайно трудно поддаются лечению. удовольствие.

Статья по теме: 5 недавних открытий, которые показывают, почему исследования рака так важны

Как p53 творит чудеса подавления опухолей? Прежде чем углубиться в это, полезно узнать, что делает этот фактор транскрипции в более общем плане внутри клеток, помимо своей ключевой роли в предотвращении неисчислимого количества злокачественных заболеваний у человека населения.

В нормальных условиях клетки внутри клетки ядро, белок p53 связывается с ДНК, что заставляет другой ген производить белок, называемый p21CIP. Этот белок, который взаимодействует с другим белком, cdk2, который обычно стимулирует деление клеток. Когда p21CIP и cdk2 образуют комплекс, клетка становится замороженной в любой фазе или состоянии деления, в котором она находится.

Это, как вы вскоре узнаете подробно, особенно уместно при переходе от фазы G1 к фазе S клеточного цикла.

Мутантный p53, напротив, не может эффективно связываться с ДНК, и в результате p21CIP не может служить в своей обычной способности сигнализировать о прекращении деления клетки. Как следствие, клетки беспрепятственно делятся и образуются опухоли.

Дефектная форма р53 вовлечена в различные злокачественные новообразования, включая рак груди, рак толстой кишки, рак кожи и другие очень распространенные карциномы и опухоли.

Роль p53 при раке является его наиболее клинически значимой функцией по очевидным причинам. Однако белок также обеспечивает бесперебойное функционирование огромного количества клеточных делений, которые происходят в человеческом теле каждый день и которые разворачиваются в вас в этот момент.

Хотя границы между стадиями клеточного цикла могут показаться произвольными и, возможно, предполагать текучесть, клетки демонстрируют отчетливые контрольно-пропускные пункты в цикле - точки, в которых любые проблемы с ячейкой могут быть решены, чтобы ошибки не передавались дочерним ячейкам в дальнейшем.

То есть клетка скорее «решит» остановить свой собственный рост и деление, чем продолжит свое действие, несмотря на патологическое повреждение ее содержимого.

Например, переход G1 / S прямо перед Репликация ДНК происходит, считается «точкой невозврата» для деления клеток. p53 имеет способность останавливать деление клеток на этой стадии, если это необходимо. Когда p53 активируется на этом этапе, это приводит к транскрипции p21CIP, как описано выше.

Когда p21CIP взаимодействует с cdk2, образующийся комплекс может препятствовать прохождению клетками точки невозврата.

Статья по теме:Где находятся стволовые клетки?

Причина, по которой p53 может «хотеть» остановить деление клеток, связана с проблемами в ДНК клетки. Клетки, предоставленные самим себе, не начнут бесконтрольно делиться, если только в ядре не что-то не так. генетический материал ложь.

Предотвращение генетических мутаций - ключевая часть контроля клеточного цикла. Мутации, которые передаются будущим поколениям клеток, могут вызывать аномальный рост клеток, например, рак.

Повреждение ДНК - еще один надежный триггер активации p53. Например, если повреждение ДНК обнаруживается в точке перехода G1 / S, p53 останавливает деление клетки через описанный выше мультибелковый механизм. Но помимо участия в обычных контрольных точках клеточного цикла, p53 может быть вызван к действию по требованию, когда клетка чувствует, что он находится в присутствии угроз целостности ДНК.

p53, например, активируется при обнаружении известных мутагены (физическое или химическое воздействие, которое может вызвать Мутации ДНК). Одним из них является ультрафиолетовый (УФ) свет солнца и искусственные источники солнечного света, такие как солярии.

Определенные виды УФ-излучение были прочно вовлечены в рак кожи, и, таким образом, когда p53 воспринимает, что клетка испытывая условия, которые могут привести к неконтролируемому делению клеток, он перемещается, чтобы выключить шоу деления клеток.

Большинство клеток не делятся бесконечно на протяжении всей жизни организма.

Так же, как у человека с возрастом появляются видимые признаки «износа», от морщин и «печени». пятна »до шрамов от операций и травм, полученных в течение десятилетий, клетки тоже могут накапливаться повреждать. В случае клеток это принимает форму накопленных мутаций ДНК.

Врачи давно знают, что заболеваемость раком увеличивается с возрастом; учитывая то, что ученые знают о природе старой ДНК и деления клеток, это имеет смысл.

Это состояние накопления возрастных клеточных повреждений называется старение, и со временем он накапливается во всех старых клетках. Мало того, что старение само по себе не является проблемой, оно обычно провоцирует запланированное «отстранение» пораженных клеток от дальнейшего деления клеток.

Перерыв в делении клетки защищает организм, потому что клетка не «хочет» рисковать начать деление, а затем не сможет остановиться из-за повреждения, нанесенного мутациями ДНК.

В некотором смысле это похоже на то, как человек, который знает, что он болен инфекционным заболеванием, избегает скопления людей, чтобы не передавать соответствующие бактерии или вирус другим.

Старение регулируется теломеры, которые представляют собой сегменты ДНК, которые становятся короче с каждым последующим делением клетки. Как только они сжимаются до определенной длины, клетка интерпретирует это как сигнал к старению. Путь р53 - это внутриклеточный медиатор, который реагирует на короткие теломеры. Таким образом, старение защищает от образования опухолей.

«Систематическая гибель клеток» и «клеточное самоубийство» определенно не звучат как термины, подразумевающие обстоятельства, благоприятные для затронутых клеток и организмов.

Однако запрограммированная гибель клеток - процесс, называемый апоптоз, на самом деле необходим для здоровья организма, потому что он избавляется от клеток, которые особенно склонны к образованию опухолей, исходя из характерных характеристик этих клеток.

Апоптоз (от греческого «отпадение») происходит во всех эукариотических клетках под управлением определенных генов. Это приводит к гибели клеток, которые организмы воспринимают как поврежденные и, следовательно, потенциально опасные. p53 помогает регулировать эти гены, увеличивая их выработку в клетках-мишенях, чтобы подготовить их к апоптозу.

Апоптоз - нормальная часть роста и развития, даже если речь не идет о раке и дисфункции. Хотя большинство клеток может «предпочитать» старение апоптозу, оба процесса жизненно важны для сохранения благополучия клеток.

На основании вышеизложенной информации и акцента, сделанного выше, ясно, что основная задача p53 - предотвращать рак и рост опухолей. Иногда факторы, которые не являются прямо канцерогенными в смысле прямого повреждения ДНК, все же могут косвенно повышать риск злокачественного заболевания.

Например, вирус папилломы человека (ВПЧ) может повышать риск рака шейки матки у женщин, влияя на активность р53. Этот и аналогичные результаты о мутациях p53 подчеркивают тот факт, что мутации ДНК, которые могут привести к раку чрезвычайно распространены, и если бы не работа p53 и других опухолевых супрессоров, рак стал бы чрезвычайно распространенным. общий.

Короче говоря, очень большое количество делящихся клеток страдает опасными ошибками ДНК, но подавляющее большинство они становятся неэффективными из-за апоптоза, старения и других мер защиты от неконтролируемых клеток разделение.

p53, возможно, является наиболее важным и хорошо изученным клеточным путем для борьбы со смертельным бедствием рака и других заболеваний, связанных с дефектной ДНК или другими поврежденными компонентами клетки. Но не только. Другой такой путь - это Руб. (ретинобластома) путь.

И p53, и Rb запускаются онкогенные сигналы, или признаки, интерпретируемые клеткой как предрасполагающие к раку. Эти сигналы, в зависимости от их точной природы, могут стимулировать повышающую регуляцию p53, Rb или обоих. Результатом в обоих случаях, хотя и с помощью различных нисходящих сигналов, является остановка клеточного цикла и попытка ДНК восстановить любую поврежденную ДНК.

Когда это невозможно, клетка направляется либо к старению, либо к апоптозу. Клетки, уклоняющиеся от этой системы, часто продолжают формировать опухоли.

Вы можете думать о работе p53 и других генов-супрессоров опухолей как о заключении подозреваемого человека под стражу. После «испытания» пораженная клетка «приговаривается» к апоптозу или старению, если она не может быть «реабилитирована» во время содержания под стражей.

Статья по теме:Аминокислоты: функция, структура, типы