Tumor eiwit 53, beter bekend als p53
, is een eiwitproduct van een stuk deoxyribonucleïnezuur (DNA) op chromosoom 17 bij mensen en elders in andere eukaryotische organismen.

Het is een transcriptiefactor
, wat betekent dat het bindt aan een segment van DNA dat transcriptie
ondergaat in messenger ribonucleïnezuur (mRNA).

Met name het p53-eiwit is een van de belangrijkste van de tumorsuppressorgenen
. Als dat label indrukwekkend en hoopvol klinkt, is het allebei. In ongeveer de helft van de gevallen van kanker bij de mens is p53 ofwel onjuist gereguleerd of heeft het een gemuteerde vorm.

Een cel zonder voldoende of de juiste soort p53 is verwant aan een basketbal of voetbal team concurreert zonder zijn beste verdedigende speler; pas nadat het niet-aangekondigde maar kritieke element uit de mix is, wordt de mate van schade die eerder door dat element was voorkomen of beperkt volledig duidelijk.
Achtergrond: De celcyclus

Nadat een eukaryotische cel zich verdeelt in twee identieke dochtercellen, elk genetisch identiek aan de moeder, begint het zijn celcyclus in interfase
. Interfase omvat op zijn beurt eigenlijk drie fasen: G1
(eerste gap-fase), S
(synthesefase) en G2
(tweede gap-fase).

In G1 repliceert de cel alle componenten behalve zijn genetisch materiaal (de chromosomen die een volledige kopie van het DNA van het organisme bevatten). In de S-fase repliceert de cel zijn chromosomen. In G2 controleert de cel in feite zijn eigen werk op replicatiefouten.

Vervolgens gaat de cel in mitose ( M-fase
).

Mitose
is veel korter dan interfase en omvat de fasen van profase
, prometafase
, metafase
, anafase
en telofase
. (Sommige educatieve bronnen, met name oudere, laten prometafase weg.)

Tijdens mitose condenseren en aligneren de chromosomen langs de centrale as van de cel en verdeelt de kern zich in twee dochterkernen.

Vervolgens verdeelt de cel als geheel ( cytokinese
) in twee nieuwe dochtercellen om de cyclus te voltooien.
De p53-genmutatie

Het p53-gen codeert voor een product dat binnenkomt " wildtype "(wat, ondanks de naam, gewoon" normaal "betekent) en mutante vormen.

Het wildtype eiwit is het product dat actief is bij tumoronderdrukking. Het mutanttype is echter niet alleen dominant over het wildtype, wat betekent dat het de normale p53-functie tenietdoet, maar het kan op zichzelf zelfs tumor- bevorderen of oncogeen
.

Het overnemen van één mutante kopie van het p53-mutante gen en een van het p53-tumorsuppressorgen is dus nadeliger dan helemaal geen p53 in uw genoom.

Het wordt erger. Tumoren met gemuteerde p53-kopieën vertonen resistentie tegen conventionele chemotherapiebehandeling, dus niet alleen erfelijkheid van de p53-genmutatie maakt mensen vatbaar voor kanker, het maakt die tumoren en kankercellen ongewoon moeilijk te behandelen.

Gerelateerd artikel: 5 Recente doorbraken die aantonen waarom kankeronderzoek zo belangrijk is

Wat doet p53?

Hoe werkt p53 met zijn magie van tumoronderdrukking? Voordat we daarop ingaan, is het nuttig om te leren wat deze transcriptiefactor meer in het algemeen in cellen doet, naast zijn belangrijke rol bij het helpen voorkomen van een onnoemelijke hoeveelheid kwaadaardige ziekten in menselijke populaties.

Onder normale celomstandigheden, in de celkern bindt p53-eiwit aan DNA, dat een ander gen activeert om een eiwit te produceren met de naam p21CIP
. Dit eiwit dat interageert met een ander eiwit, cdk2
, dat normaal de celdeling stimuleert. Wanneer p21CIP en cdk2 een complex vormen, wordt de cel bevroren in welke fase of staat van verdeling hij zich ook bevindt.

Dit, zoals u in detail zult zien, is vooral relevant in de overgang van de G1-fase naar de S-fase van de celcyclus.

Mutant p53 kan daarentegen niet effectief binden aan DNA, en als gevolg daarvan kan p21CIP niet in zijn gebruikelijke capaciteit dienen om te stoppen met celdeling. Dientengevolge delen cellen zich zonder terughoudendheid en vormen tumoren.

De defecte vorm van p53 is betrokken bij een verscheidenheid aan maligniteiten, waaronder borstkanker, darmkanker, huidkanker en andere veel voorkomende carcinomen en tumoren.
De functie van p53 in de celcyclus

De rol van p53 bij kanker is om voor de hand liggende redenen de meest klinisch relevante functie. Het eiwit werkt echter ook om te zorgen voor een soepele werking in het enorme aantal celdelingen die zich elke dag in het menselijk lichaam voordoen en zich op dit moment in u ontvouwen.

Terwijl de grenzen tussen stadia van de cel cyclus lijkt willekeurig en suggereert misschien vloeibaarheid, cellen vertonen verschillende controlepunten
in de cyclus - punten waarop eventuele problemen met de cel kunnen worden opgelost, zodat fouten niet worden doorgegeven aan dochtercellen langs de lijn.

Dat wil zeggen, een cel zou eerder "kiezen" om zijn eigen groei en deling te stoppen dan doorgaan ondanks pathologische schade aan de inhoud.

Bijvoorbeeld de G1 /S-overgang, vlak voordat DNA-replicatie plaatsvindt, wordt beschouwd als een "point of no return" voor cellen om te delen. p53 heeft de mogelijkheid om celdeling in dit stadium indien nodig te stoppen. Wanneer p53 in deze stap wordt geactiveerd, leidt dit tot de transcriptie van p21CIP, zoals hierboven beschreven.

Wanneer p21CIP interactie aangaat met cdk2, kan het resulterende complex voorkomen dat cellen het point of no return passeren.

Gerelateerd artikel:
Waar worden stamcellen gevonden?
De rol van p53 bij het beschermen van DNA

De reden waarom p53 de celdeling misschien "wil" stoppen, is dat met problemen in het DNA van de cel. Cellen, aan zichzelf overgelaten, zullen niet oncontroleerbaar beginnen te delen, tenzij er iets mis is in de kern, waar het genetische materiaal ligt.

Het voorkomen van genetische mutaties is een belangrijk onderdeel van de controle over de celcyclus. Mutaties die worden doorgegeven aan toekomstige generaties cellen kunnen abnormale celgroei stimuleren, zoals kanker.

DNA-schade is een andere betrouwbare trigger voor p53-activering. Als bijvoorbeeld DNA-schade wordt gedetecteerd op het G1 /S-overgangspunt, zal p53 de celdeling stoppen via de hierboven beschreven multi-eiwitmechanismen. Maar afgezien van deelname aan de gebruikelijke controlepunten van de celcyclus, kan p53 op verzoek worden opgeroepen wanneer de cel detecteert dat deze in aanwezigheid is van bedreigingen voor de DNA-integriteit.

p53 wordt bijvoorbeeld geactiveerd wanneer het detecteert bekende mutagene stoffen (fysieke of chemische beledigingen die DNA-mutaties kunnen veroorzaken). Een daarvan is ultraviolet (UV) licht van de zon en kunstmatige bronnen van zonlicht zoals zonnebanken.

Bepaalde soorten UV-straling zijn stevig betrokken bij kanker van de huid, en dus wanneer p53 merkt dat de cel ervaart omstandigheden die kunnen leiden tot ongecontroleerde celdeling, het beweegt om de celdelingsshow af te sluiten.
De rol van p53 in Senescence

De meeste cellen delen niet oneindig door het leven van een organisme .

Net zoals een persoon de neiging heeft om zichtbare tekenen van "slijtage" met veroudering op te hopen, van rimpels en "levervlekken" tot littekens van operaties en verwondingen gedurende een periode van tientallen jaren, kunnen cellen ook ", 3, [[In het geval van cellen neemt dit de vorm aan van geaccumuleerde DNA-mutaties.

Artsen weten al lang dat de incidentie van kanker de neiging heeft om te stijgen met de leeftijd; gegeven wat wetenschappers weten over de aard van oud DNA en celdeling, is dit volkomen logisch.

Deze voorwaarde van het hebben van leeftijdsgebonden celschade wordt senescentie genoemd en bouwt zich op in alle oudere cellen na verloop van tijd. Veroudering is op zichzelf niet alleen problematisch, maar veroorzaakt normaal gesproken ook een geplande "pensionering" van de kant van aangetaste cellen tegen verdere celdeling.
Senescentie beschermt organismen

De hiaat van celdeling beschermt het organisme omdat de cel wil niet "riskeren" te beginnen met delen en kan dan niet meer stoppen vanwege de schade veroorzaakt door DNA-mutaties.

In zekere zin is dit als een persoon die weet dat hij ziek is met een communiceerbare ziekte die drukte vermijdt om de relevante bacteriën of virussen niet op anderen over te dragen. Zodra deze tot een bepaalde lengte krimpen, interpreteert de cel dit als een signaal om verder te gaan in veroudering. De p53-route is de intracellulaire mediator die reageert op korte telomeren. Senescentie beschermt dus tegen de vorming van tumoren.
De rol van p53 in systematische celdood

"Systematische celdood" en "celsmoord" klinken zeker niet als termen die gunstig zijn voor de cellen en aangetaste organismen.

Echter, geprogrammeerde celdood, een proces genaamd apoptose
, is eigenlijk noodzakelijk voor de gezondheid van het organisme omdat het cellen bevat die met name waarschijnlijk tumoren vormen op basis van het verklikkerlicht kenmerken van deze cellen.

Apoptose (uit het Grieks voor "wegvallen") komt in alle eukaryotische cellen voor onder begeleiding van bepaalde genen. Het resulteert in de dood van cellen die de organismen als beschadigd beschouwen en daarom een potentieel gevaar vormen. p53 helpt deze genen te reguleren door hun output in doelcellen te verhogen om ze voor te bereiden op apoptose.

Apoptose is een normaal onderdeel van groei en ontwikkeling, zelfs wanneer kanker en disfunctie niet aan de orde zijn. Hoewel de meeste cellen senescentie verkiezen boven apoptose, zijn beide processen van vitaal belang voor het behoud van het welzijn van cellen.
De brede en belangrijke rol van p53 bij kwaadaardige ziekten

Gebaseerd op de voorgaande informatie en nadruk , het is hierboven, het is duidelijk dat de primaire taak van p53 is om kanker en de groei van tumoren te voorkomen. Soms kunnen factoren die niet direct carcinogeen zijn in de zin van direct schadelijk DNA, het risico op kwaadaardige ziekten nog steeds indirect verhogen.

Het humaan papillomavirus (HPV) kan bijvoorbeeld het risico op baarmoederhalskanker bij vrouwen verhogen door interfereren met de activiteit van p53. Deze en soortgelijke bevindingen over p53-mutaties onderstrepen het feit dat DNA-mutaties die tot kanker kunnen leiden, zeer vaak voorkomen en dat kanker zonder buitengewoon veelvuldig gebruik van p53 en andere tumorsuppressoren zou voorkomen.

kortom, een zeer groot aantal delende cellen wordt geplaagd door gevaarlijke DNA-fouten, maar het overgrote deel hiervan wordt ondoeltreffend gemaakt door apoptose, veroudering en andere waarborgen tegen ongecontroleerde celdeling.
De p53 Pathway en de Rb Pathway

p53 is misschien wel de belangrijkste en meest bestudeerde cellulaire route voor het bestrijden van de dodelijke plaag van kanker en andere ziekten die afhankelijk zijn van defect DNA of andere beschadigde celcomponenten. Maar het is niet de enige. Een ander dergelijk pad is het Rb
( retinoblastoma
) pad.

Zowel p53 als Rb worden door oncogene signalen
in versnelling geschopt, of tekens geïnterpreteerd door de cel als vatbaar voor de cel voor kanker. Deze signalen kunnen, afhankelijk van hun precieze aard, de opwaartse regulering van p53, Rb of beide inspireren. Het resultaat in beide gevallen, zij het via verschillende stroomafwaartse signalen, is de arrestatie van de celcyclus en een poging om beschadigd DNA te repareren. Cellen die dit systeem ontwijken, vormen vaak ook tumoren.

Je kunt het werk van p53 en andere tumoronderdrukkende genen beschouwen als het in hechtenis nemen van een menselijke verdachte. Na een 'proef' wordt de getroffen cel 'veroordeeld' tot apoptose of veroudering als deze niet kan 'worden gerehabiliteerd' terwijl hij in hechtenis is.

Gerelateerd artikel:
Aminozuren: functie, structuur, types