Чому гени, що пригнічують пухлину, важливі для раку

Зміст

• Типи генів, що пригнічують пухлину
• Онкогени проти генів, що пригнічують пухлину
• Спадщина та онкогени проти генів, що пригнічують пухлину
• Гени, що пригнічують пухлину, та "гіпотеза 2 хітів"
• Приклади

Гени, що пригнічують пухлину, утворюють білки, які регулюють ріст клітин, і вони відіграють важливу роль у запобіганні розвитку ракових клітин.

Коли гени-супресори пухлини змінюються або інактивуються внаслідок мутації (або тієї, яка присутня при народженні, або такої, що виникає пізніше в житті), вони утворюють білки, які менш ефективні для контролю росту та / або відновлення клітин. Результатом є неконтрольований ріст пошкоджених або аномальних клітин, що призводить до неконтрольованого росту та розвитку ракових пухлин.

Гени, що пригнічують пухлину, також відомі як антионкогени або гени втрати функції.

Типи генів, що пригнічують пухлину

Гени-супресори пухлини бувають трьох основних типів. Кожен тип має різну функцію:

1. Сказати клітинам уповільнити і припинити ділитись
2. Відновлення пошкодження клітинної ДНК, що виникає в результаті поділу та може призвести до раку
3. Причинення пошкоджених клітин до запуску процесу, який називається запрограмованою загибеллю клітин або апоптозом

Онкогени проти генів, що пригнічують пухлину

У розвитку раку беруть участь два первинні типи генів: онкогени та гени, що пригнічують пухлину. Термін онкогени буквально означає "гени раку", і ці гени призводять до неконтрольованого росту клітин. (Протоонкогени - це гени, які допомагають клітинам рости, і при мутації, тому вони погано функціонують, називаються онкогенами).

Гени-супресори пухлини легше описати, використовуючи аналогію.

Онкогени: типи, приклади та роль у раку

Аналогія водінню: Гальмами є гени, що пригнічують пухлину

Все більше і більше досліджень раку заглиблюється в імунотерапію через виявлені "вимикачі" та "вимикачі" проти раку. Це може стати дуже технічним та заплутаним, тому може допомогти вважати клітини автомобілями.

Кожна комірка має прискорювач та гальма. У звичайних автомобілях обидва працюють нормально. Кілька процесів гарантують, що вони залишаються в рівновазі, щоб автомобіль рухався по шляху стабільно, але не розбивався.

Рак починається з серії мутацій в генах. Гени функціонують як план створення білків з різними функціями. Деякі мутації не становлять великої праці - вони їздять тихо і ні з чим не возиться. Їх називають мутаціями пасажирів.

Тоді ми приходимо до мутацій драйверів. Водій може вирішити їхати занадто швидко або занадто повільно, і саме ці мутації драйверів сприяють росту ракових клітин.

Рак може бути пов’язаний із проблемами як з прискорювачем, так і з гальмами, але часто пошкодження як онкогенів, так і генів супресорів пухлини відбувається ще до розвитку раку. Іншими словами, прискорювач повинен бути приклеєний до підлоги, а гальма - несправні. Той факт, що рак часто вимагає ряду різних мутацій, частково полягає в тому, чому рак частіше зустрічається у людей похилого віку. Більше часу дозволяє збільшити кількість мутацій.

У цій аналогії автомобіля:

• Онкогени - це гени, які контролюють прискорювач
• Гени, що пригнічують пухлину, контролюють гальма

Використовуючи цю аналогію стосовно різних типів генів супресорів пухлини, перерахованих вище:

• Деякі типи відповідають за натискання гальм
• Деякі ремонтують розбиті гальма
• Інші буксирують машину, коли її неможливо виправити

Спадщина та онкогени проти генів, що пригнічують пухлину

Існує кілька важливих відмінностей між онкогенами та генами-супресорами пухлини при раку.

Загалом, онкогени є домінантний. У нашому тілі у нас є два набори кожної з наших хромосом і два набори генів: по одному від кожного з наших батьків. Для домінантних генів лише одна з двох копій повинна бути мутована або ненормальна, щоб виник негативний ефект.

Візьмемо, наприклад, карі очі. Якщо люди успадковують одну копію гена карих очей і одну копію гена блакитних очей, колір очей у них завжди буде коричневим. За аналогією з автомобілем, потрібна лише одна копія мутованого гена, що контролює прискорювач, щоб машина вийшла з-під контролю (лише один із двох прото-онкогенів повинен бути мутованим, щоб стати онкогеном).

Гени-супресори пухлини, навпаки, мають тенденцію бути рецесивний. Тобто так само, як вам потрібні два гени для блакитних очей, щоб мати блакитні очі, два гени-супресори повинні бути пошкоджені, щоб сприяти раку.

Важливо зазначити, що зв'язок між онкогенами та генами-супресорами пухлини набагато складніший, ніж цей, і ці два часто переплітаються. Наприклад, мутація гена-супресора може призвести до утворення білків, які не в змозі відновити мутації в онкогені, і ця взаємодія рухає процес вперед.

Гени, що пригнічують пухлину, та "гіпотеза 2 хітів"

Розуміння рецесивної природи генів супресорів пухлини може бути корисним для розуміння генетичних схильностей та спадкового раку.

Прикладами генів супресорів пухлини є гени BRCA1 / BRCA2, інакше відомі як "гени раку молочної залози". Люди, які мають мутацію одного з цих генів, мають підвищений ризик розвитку раку молочної залози (серед інших видів раку).

Однак не у всіх з геном розвивається рак молочної залози. Перша копія цих генів мутується при народженні, але лише після того, як після народження відбувається інша мутація (набута мутація або соматична мутація), виробляються аномальні відновлювальні білки, що збільшують ризик раку.

Важливо зазначити, що існує кілька генів, пов’язаних з розвитком раку молочної залози (не тільки гени BRCA), для яких доступне генетичне тестування, і багато з них вважаються генами-супресорами пухлини.

Не-BRCA гени, що підвищують ризик раку молочної залози

Ця рецесивна природа - це те, про що йдеться у "2 гіпотезі ураження" раку. Перша копія (у наведеному вище прикладі успадкована копія дефектного гена) є першим потраплянням, а пізніша мутація іншої копії гена в подальшому житті - другим.

Варто зазначити, що одного лише "2 удару" недостатньо, щоб привести до раку. Потім повинні статися пошкодження клітин ДНК (від навколишнього середовища або внаслідок нормальних обмінних процесів у клітинах), і разом дві мутовані копії гена-супресора пухлини не можуть створити ефективні білки для відновлення пошкодження.

Гени, що пригнічують пухлину, та спадковий рак

За даними Американського онкологічного товариства, на спадкові ракові синдроми припадає від 5% до 10% ракових захворювань, але дослідження показують, що відсоток ракових захворювань, який можна віднести до цих генів, може бути набагато вищим. кілька з цих синдромів, але у багатьох випадках генетичну схильність не вдається виявити за допомогою тестування. У цьому випадку людям дуже корисно співпрацювати з генетичним консультантом, який, можливо, зможе більше зрозуміти ризик на основі сімейної історії.

Дві основні ролі генів, що пригнічують пухлину: охоронці та доглядачі

Як зазначалось раніше, гени-супресори пухлини можуть функціонувати як "гальма" автомобіля трьома основними способами, але інгібуючи ріст клітин, фіксуючи порушену ДНК або змушуючи клітину гинути. Ці типи генів супресорів пухлини можна вважати генами "воротаря".

Проте деякі гени, що пригнічують пухлину, виконують більшу роль доглядача. Ці гени створюють білки, які контролюють і регулюють багато функцій інших генів для підтримки стабільності ДНК.

У наведених нижче прикладах Rb, APC та p53 функціонують як воротарі. На відміну від них, гени BRCA1 / BRCA2 функціонують більше як доглядачі та регулюють активність інших білків, що беруть участь у рості та відновленні клітин.

Приклади

Виявлено багато різних генів супресорів пухлини, і, ймовірно, у майбутньому буде виявлено набагато більше.

Історія

Вперше гени-супресори пухлини були виявлені серед дітей з ретинобластомою. У ретинобластоми, на відміну від багатьох генів супресорів пухлини, ген пухлини, який успадковується, є домінуючим - і тому дозволяє раку розвиватися у дітей раннього віку. Якщо один із батьків має мутований ген, тоді 50 відсотків їхніх дітей успадкують цей ген і матимуть ризик розвитку ретинобластоми.

Поширені приклади

Деякі приклади генів супресорів пухлини, асоційованих з раком, включають:

• RB: Ген-супресор, відповідальний за ретинобластому
• ген p53: ген p53 створює білок p53, який регулює відновлення генів у клітинах. Мутації цього гена причетні приблизно до 50 відсотків ракових захворювань. Спадкові мутації гена р53 набагато рідше, ніж набуті мутації, що призводить до спадкового стану, відомого як синдром Лі Фраумені. P53 кодує білки, які повідомляють клітинам загинути, якщо вони пошкоджені без ремонту, процес, який називають апоптозом.
• Гени BRCA1 / BRCA2: ці гени відповідають за приблизно від 5 до 10 відсотків раку молочної залози, але як мутації генів BRCA1, так і мутації генів BRCA2 пов'язані з підвищеним ризиком розвитку інших видів раку. (BRCA2 також пов’язаний із підвищеним ризиком раку легенів у жінок).
• Ген APC: ці гени пов'язані з підвищеним ризиком раку товстої кишки у людей із сімейним аденоматозним поліпозом.
• Ген PTEN: Ген PTEN є одним з не-BRCA генів, який може збільшити ризик розвитку у жінки раку молочної залози (до 85 відсотків ризику протягом життя). Це пов'язано як з синдромом пухлини гамартоми PTEN, так і з синдромом Коудена. Ген кодує білки, які сприяють росту клітин, але також допомагають клітинам злипатися. Коли ген мутований, існує більший ризик того, що ракові клітини «відламаються» або метастазують.

В даний час виявлено понад 1200 генів супресорів пухлини людини. У Техаському університеті є база даних генів супресорів пухлини, в якій перелічено багато з цих генів.

Гени, що пригнічують пухлину, та лікування раку

Розуміння генів супресорів пухлини також може допомогти трохи пояснити, чому терапія, така як хіміотерапія, не дозволяє повністю вилікувати рак. Деякі методи лікування раку працюють для стимулювання клітин до самогубства. Оскільки деякі гени, що пригнічують пухлину, запускають процес апоптозу (загибель клітин), коли вони не працюють належним чином, ракові клітини можуть бути не в змозі пройти процес апоптозу, як інші клітини.

Слово з дуже добре

Дізнання про функцію генів супресорів пухлини та онкогенів, що беруть участь у формуванні раку, а також про характеристики ракових клітин і про те, як ракові клітини відрізняються від нормальних клітин, може допомогти дослідникам розглянути нові способи ідентифікації людей, яким загрожує рак, і для лікування раку, що виникає.

Експерти знають, що значення мають не лише зміни самих геномів, але й зміна способу експресії генів без генетичних змін (відомих як епігенетика) відіграє певну роль у раку. Не виключено, що зміни в середовищі наших тканин можуть вплинути на «експресію» білків-супресорів пухлини, що виробляються цими генами.

Наприклад, одне дослідження розглядало роль лікарських трав у активації молекул супресорів пухлини, а кілька інших досліджували роль режимів харчування в активації супресорів пухлини.

• Поділіться
• Перевернути
• Електронна пошта
• Текст