Genetica cancerului

Ciclul celular și reglementarea acestuia.
Oncogene și gene supresoare tumorale.

Ciclul celular și reglementarea acestuia

Toate tumorile maligne se dezvoltă ca rezultat al mutației genelor care reglează creșterea celulelor. Diviziunea celulelor canceroase seamănă în multe privințe cu divizarea celulelor normale, dar în celulele canceroase mecanismele de reglare a ciclului celular sunt adesea pierdute.

Ciclul celular include în mod normal două faze.

S-faza: apare replicarea ADN; durata fazei S este de aproximativ 8 ore.
Faza M (mitoză): ca rezultat al diviziunii celulare, se formează două celule fiice; durata acestei faze este de aproximativ 1 oră.

Aceste două faze sunt separate de alte două faze, timp în care nu apare nici sinteza ADN, nici diviziunea celulară.

G1: între fazele M și S; durata este variabilă.
G2: între fazele S și M.

Celulele pot intra într-o stare de repaus și nu se pot despărți, ei părăsesc ciclul celular în faza G1 și merg la faza GO.

Multe molecule implicate în punerea în aplicare a ciclului celular și reglementarea sa au fost deja stabilite. Un astfel de grup de molecule de proteine, care joacă un rol important, sunt ciclonele. Ei induc celulele să se divid prin activarea kinazelor dependente de ciclină (CCD).

Reglarea ciclului celular

Datorită reglării ciclului celular, controlul precis asupra duplicării ADN și divizării celulare ulterioare este efectuat în mod normal și se împiedică pierderea informațiilor genetice. Ciclul celular are un număr de puncte de control care joacă un rol important în protejarea genomului normal de deteriorare.

Reglarea ciclului celular este esențială pentru menținerea integrității genelor normale.

Trecerea de la faza G1 la faza S este sub control strict, având în vedere factori precum dimensiunea celulei, activitatea sa metabolică, disponibilitatea factorilor de creștere și integritatea ADN-ului. Cel mai important punct de control al ciclului celular este locul de restricție, acesta precede imediat intrarea în faza S. Trecerea prin acest punct este reglementată de un număr de factori de creștere și de genuri importante, inclusiv p53.

Gena p53 joacă un rol-cheie în menținerea stabilității genomului. Divizarea unei celule normale cu ADN deteriorat se oprește în faza G1 sau sub controlul genei p53 se declanșează un mecanism de moarte celulară programată (apoptoză). Această gena la pacienții cu cancer este cel mai adesea supusă la mutații, iar acest lucru nu este surprinzător, deoarece pierderea controlului asupra stabilității genomului este principala caracteristică a cancerului.

Gena p53 reglează trecerea de la faza M1 la faza S.
Gene p53 este considerat "gardian" al genomului.
Gena p53 este cea mai frecventă genă mutantă în cancer.

Ciclul celular în cancer

Celulele canceroase se caracterizează printr-o încălcare a ciclului celular și prin reglarea acestuia.

Caracteristicile lor principale sunt după cum urmează:

proliferarea necontrolată, care nu corespunde nevoilor fiziologice;
durata normală a fazelor S și M;
scurtă fază G1;
incapacitatea punctelor de control de a sparge ciclul celular;
imposibilitatea de a lansa o moarte celulară programată în cazul deteriorării ADN;
instabilitatea genomului și acumularea de numeroase mutații genetice.

Oncogene și gene supresoare tumorale

Tipuri de gene

În majoritatea cazurilor, celulele canceroase sunt monoclonale și provin dintr-o singură celulă, în care s-au acumulat mai multe mutații genetice, ducând la proliferarea necontrolată a celulelor. Ca urmare a mutației genei, funcțiile genei sunt pierdute (gena este inactivată) sau este amplificată (activarea genei).

Genele supresoare pentru creșterea tumorii. Funcțiile acestor gene în carcinogeneză sunt pierdute. Pentru ca acest lucru să se întâmple, este necesar să se inactiveze ambele copii ale genei, adică mutația genei supresoare este recesivă.

Oncogene. În cancer, funcțiile acestor gene sunt îmbunătățite. Proto-oncogenele sunt forme nemutuite ale acestor gene, care joacă în mod normal un rol important în reglarea proliferării celulare. Ele codifică moleculele factorilor de creștere și receptorii lor, moleculele de semnalizare și factorii de transcripție. Mutațiile oncogene sunt dominante.

Mutațiile ADN-ului

Mutațiile ADN sunt de natură aleatorie și se produc adesea în celulele mamifere (de exemplu, ca rezultat al expunerii la radiații și substanțe cancerigene, tulburări metabolice). Datorită mecanismelor eficiente de reparare, numai una din 1000 schimbări care au loc în bazele ADN sunt normale, provocând o mutație.

Există următoarele tipuri de mutații:

punct (înlocuirea unei perechi de baze într-o moleculă de ADN cu alta);
translocarea (rearanjarea genelor datorită ruperii moleculei ADN și re-conectării acesteia);
amplificarea genei (apariția mai multor copii ale genei);
ștergerea (pierderea materialului genetic - de la o singură bază la o genă întreagă)

Modificări epigenetice

Genele de supresoare tumorale pot fi, de asemenea, inactivate ca rezultat al unei tulburări de exprimare a genei fără modificări ale secvenței de nucleotide din molecula ADN. Un exemplu de astfel de mecanism este metilarea secvenței promotor a genei.

Transformarea tumorii în mai multe etape

Dezvoltarea cancerului este un proces în mai multe etape, caracterizat prin acumularea de tulburări genetice. În special bine studiate etape de dezvoltare a cancerului de colon. O singură mutație poate provoca proliferarea celulelor benigne (care rezultă, de exemplu, în formarea unui polip sau adenom), predispunând la dezvoltarea unei tumori maligne. Mutațiile din genele responsabile de repararea ADN-ului accelerează acest proces.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare