Tumorski supresorski geni: kaj je to?

Rak je zapletena genetska bolezen, ki kaže precejšnjo variabilnost, v skladu s Nacionalni inštitut za raka. Podedovane ali pridobljene genske mutacije lahko povzročijo, da se celice pokvarijo in spremenijo normalne celice v neurejene tovarne množične celične proizvodnje.

Neomejena rast celic ovira naravno celični cikel, ki lahko vodi do nastanka človeškega raka, razen če geni za zaviranje tumorjev posredovati.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Tumorski supresorski geni so naravna vojska telesa proti napredovanju tumorjev in raka. Zdravi geni zaviralci tumorjev delujejo za uravnavanje aktivnosti celic. Mutirani ali manjkajoči geni zaviralci tumorjev povečajo tveganje za nastanek tumorjev.

Somatske celice človeškega telesa vsebujejo na tisoče genov, ki se običajno nahajajo na 46 kromosomih. Genetski material v DNK določa dedne lastnosti, tudi redke geni za raka. Na molekularni ravni geni delujejo tako, da sintetizirajo beljakovine, ki nadzorujejo celično diferenciacijo, rast, razmnoževanje in dolgo življenjsko dobo.

Somatsko mutacije povzroči nastanek nove vrste beljakovin, ki jih je mogoče koristno, nepomembno ali škodljivo na prilagajanje in preživetje organizma.

Rakasti tumorji posledica neugodnih genskih mutacij, ki jih celice razmnožujejo. Spremenjena beljakovinska zaporedja pošljejo celici napačna sporočila, ki motijo ​​normalno delovanje. Ko pride do mutacij, lahko običajni tumorski supresorski geni včasih popravijo poškodbe DNA prizadetih celic ali označijo nepopravljivo poškodovane celice za uničenje.

Mutacije tumorskih supresorskih genov lahko povzročijo nenormalno rast celic in nastanek tumorjev. Nekatere podedovane mutacije, kot npr BRCA1 in BRCA2, so na primer povezane z večjim tveganjem za nastanek raka dojke. Pogosta mutacija rakavih celic je odsotna ali oslabljena str53gen.

Jedro deluje kot ukazni center celice, ki nadzoruje izražanje genov in delitev celic. Hitrost celične rasti je odvisna od starosti, stanja in spreminjajočih se potreb organizma. Proto-onkogeni pomagajo celicam deliti na običajen način. Zaviralni geni proti delitvi tumorja preprečujejo prekomerno rast z različnimi strategijami.

Onkogeni lahko povzroči, da celica raste neredno in brez nadzora. Hitra, neurejena rast celic je povezana s tvorbo tumorjev. Rak se lahko pojavi tudi, ko so geni za zatiranje tumorjev izklopljeni, zaradi česar je telo ranljivo za škodljive genske mutacije.

V človeškem telesu jih je približno 250 onkogenovin700 genov za supresor tumorjev ki uravnavajo delovanje celic, v skladu s členom 2015 iz leta 2015 EBioMedicine.

Na primer, p21CIP je zaviralec kinaze ki igra aktivno vlogo pri zatiranju tumorjev. Natančneje, p21CIP lahko zavira rast tumorja, popravi poškodovano DNA in zavira odmiranje celic zaradi poškodb tkiva.

Ker je rak genetska bolezen, nakopičene mutacije skozi življenje povečajo verjetnost za nastanek tumorjev. Rakave tumorske celice so "razbitina genskega vlaka", sestavljena iz mutacij patogenih celic, zlitja genov in nenormalne ekspresije genov, kot je opisano v EBioMedicine. Tumorski supresorski geni lahko pomagajo celici, da se odzove na mutacije pred delitvijo in posredovanjem spremenjene DNA.

Zaščitni učinki genov za supresijo tumorjev lahko vključujejo:

• Zaviranje delitve poškodovanih celic
• Popravilo mutirane / poškodovane DNA 
• Odpravljanje okvarjenih celic 

Na primer, protein p53 je gen za supresor tumorja - preslikan na 17. kromosomu -, ki kodira beljakovine, vključene v regulacijo celic. Deluje tako, da se veže na DNA določene regije, ki spodbuja proizvodnjo proteina p21, ki nato zavira nenadzorovano delitev celic in s tem povezane tumorje.

APC beljakovine ki ga ustvari gen APC v sodelovanju z drugimi beljakovinami v celici za upravljanje celičnih funkcij. APC velja za zaviralec tumorja, ker APC preprečuje prehitro delitev celic in spremlja število kromosomov, ki sledijo delitev celic. Mutacije na genu APC lahko povečajo tveganje za polipe in raka debelega črevesa.

Človeško telo se zaščiti z ubijanjem mutiranih ali poškodovanih celic, ki so potencialno škodljive. Ta postopek se imenuje apoptoza, vrsta programirane celične smrti.

Proteini za zaviranje tumorja delujejo kot vratarji, ki ustavijo potencialne grožnje. Tumorski supresorski gen p53 kodira beljakovine, ki poškodovanim celicam na primer povedo, da se samodejno uničijo.

Nahaja se na kromosomu 18, BCL-2 je protoonkogen, ki ohranja ravnovesje med živimi in umirajočimi celicami. Podskupine beljakovin služijo pro- ali antiapoptotični funkciji. Mutacije gena BCL-2 lahko privedejo do raka, kot sta levkemija in limfom.

The Faktor nekroze tumorja Gen (TNF) kodira citokinski protein, ki sodeluje pri uravnavanju vnetja. TNF igra vlogo pri apoptozi, diferenciacija celic in avtoimunske motnje. TNF v makrofagih lahko uniči nekatere vrste rakavih celic v tumorjih.

Celice so končne in sčasoma vstopijo v starost po ponavljajočih se delitvah celic. Staranje je obdobje zaustavljene rasti. Ko celice vstopijo v staranje, se nehajo deliti kot način, da ustavijo ostarele, poškodovane genski material od prenosa v hčerinske celice.

Če se celice, ki naj bi bile v staranju, še naprej delijo, lahko to prispeva k rasti tumorja. Med staranjem se zrele celice kopičijo in izločajo vnetne kemikalije v sosednje tkivo, kar povečuje tveganje za starostne bolezni, kot je rak.

Odkrivanje zdravil za nagovarjanje malignih celic v staranje in zmanjšanje njihovega izločanja vnetnih kemikalij lahko razširi možnosti zdravljenja raka.

Od ciklina odvisne kinaze (CDK1, CDK2) so beljakovine, ki sodelujejo v rasti celic. Zaviralci CDK aretacijo delitve celic in lahko "postanejo pomembno orožje v boju proti raku," piše v članku iz leta 2015 v Molekularna farmakologija.

Zaviralci CDK bi lahko imeli vlogo pri upočasnitvi tumorjev in sprožitvi propada rakavih celic. Vendar variabilnost tumorske DNK otežuje oblikovanje tumorsko specifičnih zdravil, ki delujejo vse tumorji _._

Solidni tumorji potrebujejo obilno hrano in kisik. Rastoči tumorji se začnejo z razvojem lastnih krvnih žil za oskrbo z gorivom - tako imenovani postopek angiogeneza. Kemični signali spodbujajo proizvodnjo novih krvnih žil in tako zagotavljajo bogato oskrbo s hranili za množenje tumorskih celic.

Razširjeni tumorji lahko nato metastazirajo ali se preselijo na druga mesta v telesu in se izkažejo za usodne. Po navedbah Nacionalnega inštituta za raka se obetajo nova nova zdravila za preprečevanje angiogeneze tumorja in izgladanje tumorja. Ta pristop k zdravljenju raka cilja na oskrbo s krvjo namesto na sam tumor.

The Gen PTEN aktivira encimi ki pomagajo nadzirati rast celic in preprečujejo nastanek tumorjev. Druge funkcije vključujejo nadzor angiogeneze, gibanja celic in apoptoze. Dokazano je, da protein p53 zavira angiogenezo pri tvorbi tumorjev, vendar mehanizem ni dobro razumljen.

Geni za zatiranje tumorjev pri vojni proti raku ne zmagajo vedno. Druge mutacije lahko pomenijo, da so geni utišani ali manj aktivni.

Ko rak napade telo, se lahko geni za supresijo tumorja inaktivirajo na ravni beljakovin in postanejo brez obrambe. Agresivni rak lahko celo povzroči, da geni zaviralci tumorjev izginejo iz genoma.

Poleg tega lahko "dobri" geni postanejo prevaranti. Na primer služba beljakovine retinoblastoma (pRB) je zatiranje tumorjev z blokiranjem rasti nenormalnih celic. Mutacija v genu pRB pa lahko dejansko Voditi do nenadzorovana rast celic in večji pojav tumorjev.

Leta 1971 je Alfred Knudsen mlajši objavil svojo hipotezo o "dveh zadetkih", ki temelji na študijah podedovanih in nepodedovanih primerov otroškega retinoblastoma (očesnega raka). Knudson je opazil, da so se tumorji razvili šele, ko sta manjkali ali poškodovani obe kopiji gena RB1 v celicah.

Ugotovil je, da je mutirani gen recesivnoin en zdrav gen bi lahko deloval kot supresor tumorja.

Nacionalni inštitut za raka ocenjuje, da več kot 100 vrst raka pojavijo pri ljudeh. Najpogostejši tipi so karcinomi - raki, ki se pojavijo v epitelijskih celicah. Številne znane vrste raka spadajo v to kategorijo:

• Žlezna tkiva: Rak dojk, prostate in debelega črevesa.
  
• Bazalne celice: Rak v zunanji plasti kože.
  
• Skvamozne celice: Rak globoko v koži; najdemo tudi v sluznici nekaterih organov.
  
• Prehodne celice: Rak v sluznici mehurja, ledvic in maternice.
  

Druge vrste raka vključujejo sarkom mehkih tkiv, pljučni rak, mielom, melanom in možganski rak. Li-Fraumenijev sindrom je dedna nagnjenost k redkim rakom, ki jih povzroča mutacija p53.

Brez delujočih proteinov p53 so bolniki bolj izpostavljeni več vrstam raka.