Tumörundertryckande gener: Vad är det?

Cancer är en komplex genetisk störning som uppvisar stor variation, enligt National Cancer Institute. Ärvda eller förvärvade genetiska mutationer kan orsaka att celler går i höjled och förvandlar normala celler till oreglerade fabriker för masscellproduktion.

Obegränsad celltillväxt ökar det naturliga cellcykel, vilket kan leda till mänsklig cancerbildning såvida inte tumörundertryckande gener ingripa.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Tumörundertryckande gener är kroppens naturliga armé mot tumör- och cancerprogression. Friska tumörundertryckande gener fungerar för att reglera cellaktivitet. Muterade eller saknade tumörsuppressorgener ökar risken för tumörbildning.

De somatiska cellerna i människokroppen innehåller tusentals gener som normalt ligger på 46 kromosomer. Genetiskt material i DNA bestämmer ärftliga egenskaper, inklusive sällsynta gener för cancer. På molekylär nivå fungerar gener genom att syntetisera proteiner som styr celldifferentiering, tillväxt, reproduktion och livslängd.

Somatisk mutationer ge upphov till produktion av en ny typ av protein som kan vara hjälpsam, obetydlig eller skadlig till organismens anpassning och överlevnad.

Cancerösa tumörer resultat från ogynnsamma genmutationer som replikerats av cellerna. Ändrade proteinsekvenser skickar felaktiga meddelanden till cellen som stör normal funktion. När mutationer inträffar kan normala tumörundertryckningsgener ibland fixa DNA-skadorna på drabbade celler eller flagga irreparabelt skadade celler för förstörelse.

Mutationer till tumörundertryckande gener kan resultera i onormal celltillväxt och tumörbildning. Vissa ärvda mutationer, såsom BRCA1 och BRCA2, är kopplade till en högre risk för till exempel bröstcancer. En vanlig mutation i cancerceller är frånvarande eller försämrad p53gen.

Kärnan fungerar som cellens kommandocenter och kontrollerar genuttryck och celldelning. Celtillväxtens hastighet bestäms av organismens ålder, tillstånd och förändrade behov. Proto-onkogener hjälpa celler att dela sig på ett normalt sätt. Anti-division tumörsuppressorgener förhindrar överväxt genom olika strategier.

Onkogener kan få cellen att växa oregelbundet och utom kontroll. Snabb, oreglerad tillväxt av celler är associerad med tumörbildning. Cancer kan också uppstå när tumörundertryckningsgener stängs av och lämnar kroppen sårbar för skadliga genetiska mutationer.

Inom människokroppen finns det ungefär 250 onkogeneroch700 tumörundertryckande gener som reglerar cellfunktionen, enligt en artikel från 2015 i EBioMedicine.

Till exempel är p21CIP a kinashämmare som spelar en aktiv roll i tumörundertryckning. Specifikt kan p21CIP undertrycka tumörtillväxt, reparera skadat DNA och hindra celldöd från att orsaka vävnadsskada.

Eftersom cancer är en genetisk sjukdom ökar ackumulerade mutationer under hela livet oddsen för tumörbildning. Kräftiga tumörceller är ett ”genetiskt tågbrott” som består av patogena cellmutationer, genfusioner och onormalt genuttryck, såsom beskrivs i EBioMedicine. Tumörundertryckningsgener kan hjälpa cellen att svara på mutationer innan de delas upp och överför förändrat DNA.

Skyddande åtgärder hos tumörundertryckningsgener kan innefatta:

• Hämmar delningen av skadade celler
• Reparerar muterat / skadat DNA 
• Eliminera celler som inte fungerar 

Till exempel, p53-protein är en tumörundertryckningsgen - kartlagd på 17: e kromosomen - som kodar för protein involverat i cellreglering. Det fungerar genom att binda till ett specifikt region-DNA, vilket stimulerar produktionen av p21-proteinet, vilket därefter hämmar okontrollerad celldelning och relaterade tumörer.

APC-protein gjord av APC-genen samarbetar med andra proteiner i cellen för att hantera cellulära funktioner. APC anses vara en tumörundertryckare eftersom APC hindrar celler från att dela sig för snabbt och övervakar antalet kromosomer som följer celldelning. Mutationer till APC-genen kan öka risken för polyper och tjocktarmscancer.

Människokroppen skyddar sig själv genom att döda bort muterade eller skadade celler som är potentiellt skadliga. Denna process kallas apoptos, en typ av programmerad celldöd.

Tumörundertryckande proteiner fungerar som portvakter som sätter stopp för potentiella hot. Tumörundertryckningsgen p53 kodar till exempel proteiner som uppmanar skadade celler att självförstöra, till exempel.

BCL-2 ligger på kromosom 18 och är en proto-onkogen som upprätthåller en balans mellan levande och döende celler. Undergrupper av proteinet tjänar en pro- eller anti-apoptotisk funktion. Mutationer till BCL-2-genen kan leda till cancer som leukemi och lymfom.

De Tumörnekrosfaktor (TNF) -gen kodar ett cytokinprotein som är involverat i regleringen av inflammation. TNF spelar en roll i apoptos, celldifferentiering och autoimmuna störningar. TNF i makrofager kan döda vissa typer av cancerceller i tumörer.

Celler är ändliga och går så småningom i åldrande efter upprepade celldelningar. Åldrande är en period av arresterad tillväxt. När celler går i åldrande slutar de dela sig som ett sätt att stoppa åldrade, skadade genetiskt material från att överföras till dotterceller.

Om celler som ska vara i åldrande fortsätter att dela sig, kan det bidra till tumörtillväxt. Under åldrandet ackumuleras mogna celler och utsöndrar inflammatoriska kemikalier i intilliggande vävnad, vilket ökar risken för åldersrelaterade sjukdomar som cancer.

Att upptäcka läkemedel för att locka maligna celler till åldrande och minska utsöndringen av inflammatoriska kemikalier kan utöka alternativen för cancerbehandling.

Cyklinberoende kinaser (CDK1, CDK2) är proteiner involverade i celltillväxt. CDK-hämmare arresterar celldelning och har potential att ”bli viktiga vapen i kampen mot cancer”, enligt en artikel från 2015 Molekylär farmakologi.

CDK-hämmare kan spela en roll för att bromsa tumörer och utlösa cancercellernas bortgång. Men variationen i tumör-DNA gör det svårt att konstruera tumörspecifika läkemedel som fungerar för Allt tumörer _._

Fasta tumörer behöver rikligt med mat och syre. Växande tumörer börjar med att utveckla sina egna blodkärl för att leverera bränsle - en process som kallas angiogenes. Kemiska signaler stimulerar produktionen av nya blodkärl, vilket säkerställer en rik tillgång på näringsämnen för att multiplicera tumörceller.

Expanderande tumörer kan sedan metastasera eller flytta till andra platser i kroppen och visa sig vara dödliga. Lovande nya läkemedel testas för att förhindra tumörangiogenes och svälta tumören, enligt National Cancer Institute. Detta tillvägagångssätt för cancerbehandling riktar sig mot blodtillförseln istället för själva tumören.

De PTEN-gen aktiveras enzymer som hjälper till att kontrollera celltillväxt och förhindra tumörbildning. Andra funktioner inkluderar kontroll av angiogenes, cellrörelse och apoptos. P53-proteinet har visat sig hämma angiogenes vid tumörbildning, men mekanismen är inte väl förstådd.

Tumörundertryckande gener vinner inte alltid när de kriger mot cancer. Andra mutationer kan innebära att generna är tysta eller mindre aktiva.

När cancer invaderar kroppen kan tumörundertryckningsgener inaktiveras på proteinnivå och göras försvarslös. Aggressiva cancerformer kan till och med orsaka att tumörundertryckande gener försvinner från genomet.

Dessutom kan "bra" gener bli oseriösa. Till exempel jobbet för retinoblastomprotein (pRB) är att undertrycka tumörer genom att blockera tillväxten av onormala celler. Emellertid kan mutation i pRB-genen faktiskt leda till okontrollerad celltillväxt och högre incidenter av tumörer.

1971 publicerade Alfred Knudsen, Jr. sin hypotes om "två hit" baserad på studier av ärftliga och icke-ärvda fall av retinoblastom hos barn (ögoncancer). Knudson observerade att tumörer endast utvecklades när båda kopiorna av RB1-genen i celler saknades eller skadades.

Han drog slutsatsen att den muterade genen var recessivoch en hälsosam gen kan fungera som en tumörundertryckare.

National Cancer Institute uppskattar att mer än 100 typer av cancer förekommer hos människor. Den vanligaste typen som anges är karcinom - cancer som förekommer i epitelceller. Många bekanta typer av cancer faller i denna kategori:

• Körtelvävnader: Bröst-, prostatacancer och koloncancer.
  
• Basalceller: Cancer i det yttre lagret av huden.
  
• Skivepitelceller: Cancer djupt i huden; finns också i foder av vissa organ.
  
• Övergångsceller: Cancer i slemhinnan i urinblåsan, njuren och livmodern.
  

Andra typer av cancer inkluderar mjukdelssarkom, lungcancer, myelom, melanom och hjärncancer. Li-Fraumenis syndrom är en ärftlig benägenhet för sällsynta cancerformer orsakade av en p53-mutation.

Utan fungerande p53-proteiner löper patienter högre risk för flera typer av cancer.