Zakaj so geni za zatiranje tumorjev pomembni pri raku

Vsebina

• Vrste genov za zaviranje tumorjev
• Onkogeni v primerjavi z zaviralci tumorjev
• Dedovanje in onkogeni v primerjavi z zaviralci tumorjev
• Tumorski supresorski geni in "hipoteza o dveh zadetkih"
• Primeri

Tumorski supresorski geni tvorijo beljakovine, ki uravnavajo rast celic in imajo pomembno vlogo pri preprečevanju razvoja rakavih celic.

Ko se tumorski supresorski geni spremenijo ali inaktivirajo zaradi mutacije (bodisi tiste, ki je prisotna ob rojstvu bodisi tiste, ki se pojavi kasneje v življenju), tvorijo beljakovine, ki so manj učinkovite pri nadzoru rasti celic in / ali popravilu. Rezultat je nekontrolirana rast poškodovanih ali nenormalnih celic, kar vodi do nenadzorovane rasti in razvoja rakavih tumorjev.

Tumorski supresorski geni so znani tudi kot antionkogeni ali geni za izgubo funkcije.

Vrste genov za zaviranje tumorjev

Tumorski supresorski geni so v treh glavnih vrstah. Vsak tip ima drugačno funkcijo:

1. Povejte celicam, naj upočasnijo in prenehajo deliti
2. Popravljanje poškodb celične DNA, ki nastanejo zaradi delitve in lahko vodijo do raka
3. Povzročitev poškodovanim celicam, da začnejo postopek, imenovan programirana celična smrt ali apoptoza

Onkogeni v primerjavi z zaviralci tumorjev

Pri razvoju raka sodelujeta dve primarni vrsti genov: onkogeni in tumorski supresorski geni. Izraz onkogeni dobesedno pomeni "geni raka" in ti geni povzročajo nenadzorovano rast celic. (Proto-onkogeni so geni, ki pomagajo celicam rasti, in če so mutirani, tako da slabo delujejo, se imenujejo onkogeni).

Gene za supresor tumorja je lažje opisati z analogijo.

Onkogeni: vrste, primeri in vloga pri raku

Analogija z vožnjo: Zaviralci genov za zaviranje tumorjev so

Raziskave raka se vedno bolj poglabljajo v imunoterapijo zaradi odkritih "vklopnih in izklopnih stikal" za raka. Lahko postane zelo tehnično in zmedeno, zato vam lahko pomaga, če o celicah razmišljamo kot o avtomobilih.

Vsaka celica ima pospeševalnik in zavore. V običajnih avtomobilih oba dobro delata. Več procesov poskrbi, da ostanejo v ravnovesju, tako da se avtomobil enakomerno premika, vendar ne trči.

Rak se začne z vrsto mutacij v genih. Geni delujejo kot načrt za izdelavo beljakovin z različnimi funkcijami. Nekatere mutacije niso nič hudega - vozijo se tiho in se nič ne motijo. Imenujejo se mutacije potnikov.

Potem pridemo do voznikovih mutacij. Voznik se lahko odloči za prehitro ali prepočasno vožnjo in prav te mutacije voznika spodbujajo rast rakavih celic.

Rak je lahko povezan s težavami bodisi s pospeševalnikom bodisi z zavorami, vendar pogosto pride do poškodb onkogenih in tumorskih supresorskih genov, preden se razvije rak. Z drugimi besedami, plin mora biti pritrjen na tla IN zavore morajo okvariti. Dejstvo, da rak pogosto zahteva številne različne mutacije, je delno tudi razlog, zakaj je rak pogostejši pri starejših ljudeh. Več časa omogoča več mutacij.

V tej analogiji avtomobila:

• Onkogeni so geni, ki nadzorujejo pospeševalnik
• Tumorski supresorski geni nadzorujejo zavore

Uporaba te analogije glede na zgoraj naštete različne tipe supresorskih genov:

• Nekatere vrste so odgovorne za zaviranje
• Nekateri popravijo pokvarjene zavore
• Drugi vlečejo avto, ko ga ni mogoče popraviti

Dedovanje in onkogeni v primerjavi z zaviralci tumorjev

Obstaja več pomembnih razlik med onkogeni in tumorskimi supresorskimi geni pri raku.

Na splošno so onkogeni prevladujoč. V telesu imamo po dva kompleta kromosomov in dva sklopa genov: po enega od staršev. Pri prevladujočih genih mora biti le ena od dveh kopij mutirana ali nenormalna, da lahko pride do negativnega učinka.

Vzemimo na primer rjave oči. Če ljudje podedujejo eno kopijo gena za rjave oči in eno kopijo gena za modre oči, bo njihova barva oči vedno rjava. V analogiji z avtomobilom je potrebna le ena kopija mutiranega gena, ki nadzoruje pospeševalnik, da avtomobil ne bi mogel več nadzorovati (samo enega od dveh proto-onkogenov je treba mutirati, da postane onkogen).

Nasprotno pa so geni zaviralci tumorjev ponavadi recesivno. To je tako, kot da za modre oči potrebujete dva gena za modre oči, morata biti oba supresorska gena poškodovana, da prispevate k raku.

Pomembno je omeniti, da je povezava med onkogeni in tumorskimi supresorskimi geni veliko bolj zapletena od tega in sta oba pogosto prepletena. Na primer, mutacija v supresorskem genu lahko povzroči beljakovine, ki ne morejo popraviti mutacij v onkogenu, in ta interakcija vodi postopek naprej.

Tumorski supresorski geni in "hipoteza o dveh zadetkih"

Razumevanje recesivne narave tumorskih supresorskih genov je lahko v pomoč pri razumevanju genetskih predispozicij in dednega raka.

Primeri genov za supresor tumorjev so geni BRCA1 / BRCA2, sicer znani kot "geni za rak dojke". Ljudje, ki imajo mutacijo enega od teh genov, imajo večje tveganje za razvoj raka dojke (med drugimi vrstami raka).

Vendar pa vsi z genom ne razvijejo raka dojke. Prva kopija teh genov je mutirana ob rojstvu, vendar šele, ko se po rojstvu pojavi nova mutacija (pridobljena mutacija ali somatska mutacija), nastanejo nenormalni proteini za popravilo, ki povečajo tveganje za raka.

Pomembno je omeniti, da je z razvojem raka dojke povezanih več genov (ne le genov BRCA), za katere je na voljo genetsko testiranje, in mnogi od njih naj bi bili tumorski supresorski geni.

Geni, ki niso BRCA, ki povečujejo tveganje za nastanek raka dojke

Na to recesivno naravo govori „hipoteza o dveh zadetkih“ raka. Prva kopija (v zgornjem primeru podedovana kopija okvarjenega gena) je prvi zadetek, kasnejša mutacija druge kopije gena kasneje v življenju pa drugi zadetek.

Omeniti velja, da že samo dva zadetka ni dovolj za raka. Nato se morajo zgoditi poškodbe celic DNA (iz okolja ali zaradi običajnih presnovnih procesov v celicah), skupaj pa dve mutirani kopiji gena zaviralca tumorjev ne moreta ustvariti učinkovitih beljakovin za popravilo škode.

Tumorski supresorski geni in dedni rak

Po podatkih Ameriškega združenja za raka podedovani sindromi raka predstavljajo med 5% in 10% raka, vendar študije kažejo, da je odstotek raka, ki ga lahko pripišemo tem genom, lahko veliko večji. več sindromov, vendar v mnogih primerih s testiranjem ni mogoče najti genetske nagnjenosti. V tem primeru je zelo koristno, če ljudje sodelujejo z genetskim svetovalcem, ki bo morda na podlagi družinske anamneze razumel več o tveganju.

Dve osnovni vlogi genov za zatiranje tumorjev: čuvaji in skrbniki

Kot smo že omenili, lahko tumorski supresorski geni delujejo kot "zavore" avtomobila na tri primarne načine, vendar zavirajo rast celic, popravljajo zlomljeno DNA ali povzročajo odmiranje celice. Te vrste genov za zaviranje tumorjev lahko obravnavamo kot gene "vratarja".

Kljub temu nekateri geni zaviralci tumorjev delujejo bolj kot skrbniki. Ti geni ustvarjajo beljakovine, ki nadzirajo in uravnavajo številne funkcije drugih genov, da ohranijo stabilnost DNA.

V spodnjih primerih Rb, APC in p53 delujejo kot vratarji. Nasprotno pa geni BRCA1 / BRCA2 delujejo bolj kot skrbniki in uravnavajo aktivnost drugih beljakovin, vključenih v rast in obnovo celic.

Primeri

Ugotovljenih je bilo veliko različnih supresorskih genov tumorjev in verjetno jih bo v prihodnosti še več.

Zgodovina

Tumorske supresorske gene so prvič identificirali pri otrocih z retinoblastomom. V retinoblastomu je v nasprotju z mnogimi tumorskimi supresorskimi geni prevladujoči dedni tumorski gen - in zato omogoča razvoj raka pri majhnih otrocih. Če en od staršev nosi mutirani gen, bo 50 odstotkov njihovih otrok podedovalo gen in bo ogroženo zaradi retinoblastoma.

Pogosti primeri

Nekaj ​​primerov tumorskih supresorskih genov, povezanih z rakom, vključuje:

• RB: Supresorski gen, odgovoren za retinoblastom
• gen p53: gen p53 ustvarja protein p53, ki uravnava obnovo genov v celicah. Mutacije v tem genu so vpletene v približno 50 odstotkov raka. Podedovane mutacije v genu p53 so veliko manj pogoste kot pridobljene mutacije in povzročijo dedno stanje, znano kot Li Fraumeni sindrom. P53 kodira beljakovine, ki celicam sporočajo, da umrejo, če so nepoškodovane, postopek, imenovan apoptoza.
• Geni BRCA1 / BRCA2: Ti geni so odgovorni za približno 5 do 10 odstotkov raka dojke, vendar so tako mutacije genov BRCA1 kot mutacije genov BRCA2 povezane s povečanim tveganjem tudi za druge vrste raka. (BRCA2 je povezan tudi s povečanim tveganjem za pljučni rak pri ženskah.)
• Gen APC: Ti geni so povezani z večjim tveganjem za nastanek raka debelega črevesa pri ljudeh z družinsko adenomatozno polipozo.
• Gen PTEN: Gen PTEN je eden od genov, ki niso BRCA, in lahko poveča tveganje za razvoj raka dojke pri ženskah (do 85-odstotno življenjsko tveganje). Povezan je tako s tumorskim sindromom PTEN hamartoma kot s Cowdenovim sindromom. Gen kodira beljakovine, ki pomagajo pri celični rasti, hkrati pa pomagajo celicam, da se držijo skupaj. Ko je gen mutiran, obstaja večje tveganje, da se bodo rakave celice "odlomile" ali metastazirale.

Trenutno je identificiranih več kot 1200 genov za zaviranje človeškega tumorja. Univerza v Teksasu ima bazo genov za supresorje tumorjev, v kateri so navedeni številni od teh genov.

Tumorski supresorski geni in zdravljenje raka

Razumevanje genov za zaviranje tumorjev lahko pomaga tudi malo razložiti, zakaj terapije, kot je kemoterapija, raka ne zdravijo popolnoma. Nekatera zdravila za zdravljenje raka spodbujajo celice k samomoru. Ker nekateri tumorski supresorski geni sprožijo proces apoptoze (celične smrti), ko rakave celice ne delujejo pravilno, rakave celice morda ne bodo mogle skozi proces apoptoze, kot bi lahko druge celice.

Beseda iz zelo dobrega

Učenje o delovanju genov za zaviranje tumorjev in onkogenih, ki sodelujejo pri nastanku raka, pa tudi o značilnostih rakavih celic in o tem, kako se rakave celice razlikujejo od običajnih celic, lahko pomaga raziskovalcem pri iskanju novih načinov za prepoznavanje ljudi, ki jim grozi rak, in za zdravljenje raka, ki se pojavi.

Strokovnjaki vedo, da niso pomembne samo spremembe v samih genomih, ampak spreminjanje načina izražanja genov brez genskih sprememb (znanih kot epigenetika) igra vlogo pri raku. Možno je, da spremembe v okolju naših tkiv vplivajo na "izražanje" proteinov supresorskih tumorjev, ki jih tvorijo ti geni.

Na primer, ena študija je proučevala vlogo zdravilnih zelišč pri aktivaciji molekul zaviranja tumorjev, več drugih pa je proučevalo vlogo prehranjevalnih vzorcev pri aktivaciji supresorjev tumorjev.

• Deliti
• Flip
• E-naslov
• Besedilo