science >> Wetenschap >  >> Biologie

Tumorsuppressorgenen: wat is het?

Kanker is een complexe genetische aandoening die aanzienlijke variabiliteit vertoont, volgens het National Cancer Institute. Overgeërfde of verworven genetische mutaties kunnen ervoor zorgen dat cellen in de war raken, waardoor normale cellen worden omgezet in niet-gereguleerde fabrieken voor de productie van massacellen. .

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Tumorsuppressorgenen zijn het natuurlijke leger van het lichaam tegen tumor- en kankerprogressie. Gezonde tumorsuppressorgenen functioneren om de celactiviteit te reguleren. Gemuteerde of ontbrekende tumoronderdrukkende genen verhogen het risico op tumorvorming.
Genen gekoppeld aan menselijke kanker

De somatische cellen van het menselijk lichaam bevatten duizenden genen die zich normaal op 46 chromosomen bevinden. Genetisch materiaal in DNA bepaalt erfelijke eigenschappen, waaronder zeldzame genen voor kanker. Op moleculair niveau werken genen door eiwitten te synthetiseren die celdifferentiatie, groei, reproductie en levensduur regelen.

Somatische mutaties geven aanleiding tot de productie van een nieuw type eiwit dat nuttig, niet consequent of schadelijk kan zijn voor de aanpassing en overleving van het organisme.

Kankertumoren
zijn het gevolg van ongunstige genmutaties die door de cellen zijn gerepliceerd. Veranderde eiwitsequenties sturen foutieve berichten naar de cel die normale bewerkingen verstoren. Wanneer mutaties optreden, kunnen normale tumorsuppressorgenen soms de DNA-schade van aangetaste cellen repareren of onherstelbare beschadigde cellen markeren voor vernietiging.

Mutaties in tumorsuppressorgenen kunnen leiden tot abnormale celgroei en tumorvorming. Bepaalde erfelijke mutaties, zoals BRCA1
en BRCA2
, zijn bijvoorbeeld gekoppeld aan een hoger risico op borstkanker. Een veel voorkomende mutatie in kankercellen is een afwezig of aangetast p53 en gen
.
Tumorsuppressorgenen in celdeling

De kern functioneert als het commandocentrum van de cel, controle van genexpressie en celdeling. De snelheid van celgroei wordt bepaald door de leeftijd, toestand en veranderende behoeften van het organisme. Proto-oncogenen
helpen cellen op een normale manier te delen. Anti-deling tumor suppressor genen voorkomen overgroei door verschillende strategieën.

Oncogenen
kunnen ervoor zorgen dat de cel onregelmatig en ongecontroleerd groeit. Snelle, niet-gereguleerde groei van cellen wordt geassocieerd met tumorvorming. Kanker kan ook optreden wanneer tumorsuppressiegenen worden uitgeschakeld, waardoor het lichaam kwetsbaar wordt voor schadelijke genetische mutaties.

In het menselijk lichaam zijn er ongeveer 250 oncogenen en 700 tumorsuppressorgenen die de werking van cellen reguleren, volgens een Artikel uit 2015 in EBioMedicine
.

Bijvoorbeeld, p21CIP is een kinaseremmer
die een actieve rol speelt bij tumoronderdrukking. In het bijzonder kan p21CIP tumorgroei onderdrukken, beschadigd DNA herstellen en celdood remmen door weefselschade te veroorzaken.
Tumorsuppressie Genen en genetische mutaties

Omdat kanker een genetische ziekte is, verhogen geaccumuleerde mutaties gedurende het leven de kans op tumorvorming. Kankertumorcellen zijn een "genetisch treinwrak" dat bestaat uit pathogene celmutaties, genfusies en abnormale genexpressie, zoals beschreven in EBioMedicine
. Tumorsuppressorgenen kunnen de cel helpen reageren op mutaties voordat ze gewijzigd DNA doorgeven en doorgeven.

Beschermende acties van tumorsuppressiegenen kunnen zijn:

  • Remming van de deling van beschadigde cellen
  • Gemuteerd /beschadigd DNA repareren
  • Storende cellen elimineren

    Bijvoorbeeld, p53-eiwit is een tumorsuppressorgen - in kaart gebracht op het 17e chromosoom - dat codeert voor eiwitten die betrokken zijn bij cel regulatie. Het werkt door te binden aan een specifiek regio-DNA, dat de productie van het p21-eiwit stimuleert, dat vervolgens ongecontroleerde celdeling en verwante tumoren remt.

    APC-eiwit gemaakt door de APC-genpartners met andere eiwitten in de cel om te beheren mobiele functies. APC wordt beschouwd als een tumor-onderdrukker omdat APC voorkomt dat cellen te snel delen en het aantal chromosomen volgt na celdeling. Mutaties in het APC-gen kunnen het risico op poliepen en darmkanker verhogen.
    Tumor Suppressor Genen en celdood

    Het menselijk lichaam beschermt zichzelf door gemuteerde of beschadigde cellen die potentieel schadelijk zijn te doden. Dit proces wordt apoptose
    genoemd, een soort geprogrammeerde celdood.

    Tumorsuppressoreiwitten fungeren als poortwachters die potentiële bedreigingen stoppen. Tumorsuppressorgen p53 codeert voor eiwitten die bijvoorbeeld beschadigde cellen vertellen zichzelf te vernietigen.

    BCL-2 bevindt zich op chromosoom 18 en is een proto-oncogen dat een evenwicht tussen levende en stervende cellen onderhoudt. Subgroepen van het eiwit hebben een pro- of anti-apoptotische functie. Mutaties in het BCL-2-gen kunnen leiden tot kankers zoals leukemie en lymfoom.

    Het Tumor Necrosis Factor (TNF) -gen codeert voor een cytokine-eiwit dat betrokken is bij de regulatie van ontsteking. TNF speelt een rol bij apoptose, celdifferentiatie en auto-immuunziekten. TNF in macrofagen kan bepaalde soorten kankercellen in tumoren doden.
    Tumorsuppressorgenen en senescentie

    Cellen zijn eindig en gaan uiteindelijk in senescentie na herhaalde celdelingen. Senescentie is een periode van gearresteerde groei. Wanneer cellen senescentie ingaan, stoppen ze met delen als een manier om te voorkomen dat verouderd, beschadigd genetisch materiaal wordt doorgegeven aan dochtercellen.

    Als cellen waarvan wordt verondersteld dat ze in senescentie zijn, blijven delen, kan dat bijdragen aan tumorgroei. Tijdens senescentie accumuleren volwassen cellen en scheiden ontstekingschemicaliën af in aangrenzend weefsel, wat het risico op leeftijdsgebonden ziekten zoals kanker verhoogt.

    Het ontdekken van medicijnen om kwaadaardige cellen in senescentie te brengen en hun secretie van ontstekingschemicaliën te verminderen, kan de opties uitbreiden voor behandeling van kanker.

    Cycline-afhankelijke kinasen (CDK1, CDK2) zijn eiwitten die betrokken zijn bij celgroei. CDK-remmers
    arresteren celdeling en hebben de potentie om "belangrijke wapens te worden in de strijd tegen kanker", volgens een artikel uit 2015 in Molecular Pharmacology
    .

    CDK-remmers zou een rol kunnen spelen bij het vertragen van tumoren en het veroorzaken van het overlijden van kankercellen. De variabiliteit van tumor-DNA maakt het echter moeilijk om tumorspecifieke geneesmiddelen te ontwikkelen die werken voor alle tumoren _._
    Tumorsuppressorgenen en angiogenese

    Vaste tumoren hebben overvloedig voedsel en zuurstof nodig . Groeiende tumoren beginnen met het ontwikkelen van hun eigen bloedvaten om brandstof te leveren - een proces genaamd angiogenese
    . Chemische signalen stimuleren de productie van nieuwe bloedvaten en zorgen zo voor een rijke aanvoer van voedingsstoffen voor het vermenigvuldigen van tumorcellen.

    Uitbreiding van tumoren kan dan metastaseren of verplaatsen naar andere locaties van het lichaam en fataal blijken te zijn. Veelbelovende nieuwe medicijnen worden getest om tumorangiogenese te voorkomen en de tumor te verhongeren, volgens het National Cancer Institute. Deze benadering van kankerbehandeling richt zich op de bloedtoevoer in plaats van op de tumor zelf.

    Het PTEN-gen activeert enzymen die de celgroei helpen reguleren en tumorvorming voorkomen. Andere functies omvatten het beheersen van angiogenese, celbeweging en apoptose. Van het p53-eiwit is aangetoond dat het angiogenese bij de tumorvorming remt, maar het mechanisme is niet goed begrepen.
    Wat gebeurt er met tumoronderdrukkingsgenen tijdens kanker?

    Tumorsuppressorgenen winnen niet altijd bij het voeren van oorlog ", 3, [[Andere mutaties kunnen betekenen dat de genen tot zwijgen worden gebracht of minder actief zijn.

    Wanneer kanker het lichaam binnendringt, kunnen tumoronderdrukkingsgenen op eiwitniveau worden geïnactiveerd en weerloos worden gemaakt. Agressieve kankers kunnen er zelfs voor zorgen dat tumoronderdrukkende genen uitsterven uit het genoom.

    Bovendien kunnen "goede" genen onbetrouwbaar worden. De taak van het retinoblastoma-eiwit (pRB) is bijvoorbeeld om tumoren te onderdrukken door de groei van abnormale cellen te blokkeren. Mutatie in het pRB-gen kan echter leiden tot een ongecontroleerde celgroei en hogere incidenten van tumoren.
    Knudson's tweevoudige hypothese

    In 1971 publiceerde Alfred Knudsen, Jr. "Two-hit" -hypothese gebaseerd op studies van erfelijke en niet-erfelijke gevallen van retinoblastoom bij kinderen (oogkanker). Knudson merkte op dat tumoren zich pas ontwikkelden als beide kopieën van het RB1-gen in cellen ontbraken of beschadigd waren.

    Hij concludeerde dat het gemuteerde gen recessief was en dat één gezond gen als tumoronderdrukker kon fungeren. van menselijke kanker

    Het National Cancer Institute schat dat meer dan 100 soorten kanker bij mensen voorkomen. De meest voorkomende typen zijn carcinomen - kankers die voorkomen in epitheelcellen. Veel bekende soorten kanker vallen in deze categorie:

  • Klierweefsels: borst-, prostaat- en darmkanker.

  • Basale cellen: kanker in de buitenste huidlaag.

  • Plaveiselcellen: kanker diep in de huid; wordt ook aangetroffen in de bekleding van bepaalde organen.

  • Overgangscellen: kanker in de bekleding van de blaas, de nier en de baarmoeder.


    Andere soorten kanker zijn zacht weefsel sarcoom, longkanker, myeloom, melanoom en hersenkanker. Li-Fraumeni syndroom
    is een erfelijke aanleg voor zeldzame kankers veroorzaakt door een p53-mutatie.

    Zonder werkende p53-eiwitten lopen patiënten een hoger risico op meerdere soorten kanker.