Mutace rakoviny jsou škodlivou změnou DNA, která způsobuje ztrátu kontroly nad buněčným dělením. V důsledku takového poškození genetického materiálu se buňky příliš množí a nerozlišují se. Také ztrácejí schopnost umírat podle plánu. Kvůli tomuto poškození tkáně vyrobené z mutantních buněk nadměrně rostou - tak vznikají rakovinové nádory.
Obsah
- Co je to buněčný cyklus?
- Jak mutace ovlivňují průběh buněčného cyklu?
- Co jsou anti-onkogeny?
- Co jsou protoonkogeny?
- Jaké faktory mohou vyvolat onkogenezi?
- Vede každá mutace rakoviny k rakovině?
- Kdy neoplastické mutace vedou k neoplastickým lézím?
- Dědičné mutace nádorů
Mutace rakoviny vede ke ztrátě mechanismů, které blokují nadměrné množení buněk. Rovněž je poškozen proces plánované buněčné smrti, tj. Apoptóza. Je třeba si uvědomit, že ne každá mutace DNA je mutací rakoviny. Aby mohlo dojít k poškození vedoucímu k nádoru, musí dojít ke změně v genech, které řídí buněčný cyklus.
Co je to buněčný cyklus?
Buněčný cyklus je řada procesů, které vedou k dělení buněk. V zásadě jej lze rozdělit na mezifázi a dělení. Mezifáze slouží k růstu, syntéze DNA a akumulaci látek buňkou. Správné rozdělení somatické buňky, tj. Buňky, která staví tělo, vede k vytvoření dvou geneticky identických buněk.
Cyklus je řízen speciálními proteiny patřícími do skupin cyklinů a kináz. Tyto látky jsou odpovědné za komunikaci přechodu do další fáze cyklu a zahájení dělení. Tato zpráva může pocházet z jádra nebo zvenčí, z jiných tkání v těle.
V těle je většina buněk v režimu G0 nebo v klidové fázi. K dělícímu cyklu dochází, když obdrží příslušný stimulační signál.
Jak mutace ovlivňují průběh buněčného cyklu?
Pokud jsou poškozeny geny obsahující informace potřebné k syntéze proteinů, které řídí buněčný cyklus, může se buňka nekontrolovatelně rozdělit. Tato změna se nazývá mutace rakoviny. V důsledku toho je buňka necitlivá na signály volající po zastavení dělení.
Geny odpovědné za kontrolu buněčného cyklu, které procházejí mutacemi, lze rozdělit na protoonkogeny a antionkogeny.
Co jsou anti-onkogeny?
Anti-onkogeny jsou geny odpovědné za inhibici buněčného dělení. Jiným názvem pro ně jsou supresorové geny. Tato kategorie mimo jiné zahrnuje:
- Gen TP53 - „strážce genomu“ se podílí na iniciaci programované smrti poškozených buněk. Mutace tohoto genu se vyskytuje u 50% neoplastických lézí
- RB1 - rakovina sítnice je často spojena s poškozením tohoto genu
- Mutace BRCA1 v tomto genu mohou způsobit rakovinu prsu
- BRCA2 - rakovina prsu a vaječníků může být spojena s mutací tohoto genu
- Gen mutace APC může způsobit rakovinu tlustého střeva
Proteiny kódované těmito geny chrání před rozvojem rakoviny. Anti-onkogeny se také podílejí na opravách DNA a kontrole vývoje nervového systému. Řídí postup buňky do dalších fází cyklu.
Pokud je DNA poškozena, proteiny kódované anti-onkogeny blokují přechod do další fáze dělícího procesu. To z nich dělá strážné geny, které chrání stabilitu DNA buněk těla.
Pokud dojde k mutaci, tj. Ke změně informací obsažených v antonkogenech, buněčné dělení není potlačeno. Výsledkem je, že buňky s poškozenou DNA podléhají dalšímu dělení. To znamená nekontrolované množení navzdory jeho defektnosti. Toto je cesta k tvorbě neoplastických změn.
Co jsou protoonkogeny?
Protoonkogen je gen nacházející se ve zdravé buňce, který se pomocí mutace může transformovat na gen pro rakovinu. Tento poškozený gen nazýváme onkogen. Tato skupina zahrnuje geny:
- SIS
- HST
- RET
- erb A
- N-myc
- Hradní příkop
- Abel
- H-RAS
Protonkogeny plní ve zdravé buňce řadu funkcí. Tato skupina zahrnuje geny potřebné pro syntézu růstového faktoru, receptoru a regulačních proteinů. Jejich rolí je iniciovat a řídit dělení buněk. Jsou také zapojeni do procesu apoptózy.
Konverze protoonkogenu na onkogen je často spojena s chromozomální mutací. To znamená například přenos fragmentu jednoho chromozomu do jiného nebo duplikování fragmentu obsahu v něm obsaženého. Příkladem je Philadelphia chromozom, který se vyskytuje u 90% pacientů s chronickou myeloidní leukémií.
Proces transformace protoonkogenu na onkogen se nazývá onkogeneze. Antitykogeny jsou geny, které inhibují tento proces.
Jaké faktory mohou vyvolat onkogenezi?
Onkogeneze může být způsobena chromozomální nebo bodovou mutací, tj. Mutací, která ovlivňuje jeden gen. Taková změna může být také výsledkem začlenění DNA onkogenního viru do buňky.
Faktory způsobující onkogenezi se dělí na chemické, fyzikální a biologické.
- Chemické faktory způsobující onkogenezi
Chemické látky jsou různé typy látek s mutagenními vlastnostmi. Tyto látky jsou známé jako karcinogeny. Jsou rozděleny do dvou skupin: iniciátory a promotory karcinogeneze. Mezi promotory patří endogenní látky, které stimulují vývoj neoplastických změn, jako jsou estrogeny nebo cytokiny.
Iniciátory jsou látky, které způsobují mutace DNA, které vedou k rakovinové lézi. Příklady látek jsou:
- arsen
- azbest
- benzen
- nikl
- alkohol
- alkylační léky
- aflatoxin - toxická látka produkovaná plísní
- produkty vznikající při spalování tabáku
- dioxiny
- radikály
- Fyzikální karcinogeny
Do této kategorie faktorů patří ionizující záření a UV záření.
- Biologické karcinogeny
Onkogenní viry jsou klasifikovány jako biologické karcinogeny. Všechny viry se množí vložením své DNA do genetického materiálu hostitele. Někteří z nich zavádějí geny, které způsobují nekontrolovaný růst a množení infikované buňky. Tímto způsobem vedou k tvorbě neoplastické změny. Odhaduje se, že 15% lidských maligních nádorů je způsobeno mutacemi nádorů způsobenými působením onkovirů.
Příkladem onkogenního viru je HPV, který zvyšuje riziko vzniku rakoviny děložního čípku. K ochraně před tímto karcinogenem je nyní k dispozici vakcína proti HPV.
Jiné onkoviry:
- HHV -8 - herpesvirus 8 (virus Kaposiho sarkomu)
- HBV - virus hepatitidy B.
- HCV - virus hepatitidy C.
- EBV - virus Epstein-Barr
Vede každá mutace rakoviny k rakovině?
Ke změnám v DNA dochází poměrně často. Vznikají spontánně nebo v důsledku působení karcinogenních faktorů. Většina poškození je odstraněna intracelulárními opravnými mechanismy.
Pokud jsou změny příliš závažné, je buňka nasměrována na apoptózu, tj. Programovanou sebevražednou smrt. Účelem tohoto procesu je odstranění vadných buněk. Pokud tento mechanismus nefunguje, vyvine se neoplastický proces.
Kdy neoplastické mutace vedou k neoplastickým lézím?
Když mutace ovlivňuje geny kódující proteiny odpovědné za opravu DNA a stabilitu genomu, dochází v genetickém materiálu k mnoha novým poškozením. V takové situaci vzniká mnoho různých nádorových mutací.
V takto pozměněné buňce jsou narušeny mechanismy, které řídí cyklus dělení, stejně jako mechanismus programované smrti. Nestabilita genomu se zvyšuje s postupnými mutacemi, což znamená, že nové léze se objevují rychleji.
Situace vede ke ztrátě homeostázy i k získání vlastností neoplastického fenotypu. To znamená, že poškozené buňky vypadají jinak než zdravé buňky a přestávají vykonávat fyziologické funkce v těle.
Novotvary jsou multigenová onemocnění. To znamená, že jediná mutace přímo nezpůsobuje neoplastickou změnu. Patologické procesy v buňkách a tkáních probíhají, když v důsledku iniciační mutace vzniknou následné mutace, které společně vedou ke ztrátě kontroly nad množením a programovanou smrtí.
Dědičné mutace nádorů
Odhaduje se, že 5–10% všech případů rakoviny je spojeno se zděděnou genetickou predispozicí. To je způsobeno skutečností, že mutace lze přenášet napříč generacemi. Mít defektní gen pouze zvyšuje pravděpodobnost vzniku onemocnění, protože rakoviny jsou multigenní onemocnění.
Příkladem je poškozený gen BRCA1, který zvyšuje riziko vzniku rakoviny prsu.
Dalším příkladem je abnormální RB spojený s retinoblastomem. To však neznamená, že máme co do činění s dědičnou formou rakoviny.
Rakovina způsobuje mnoho překrývajících se mutací, ani jeden poškozený gen.
Literatura
- Radzisław Kordek (ed.): Onkologie. Učebnice pro studenty a lékaře. Gdaňsk: VIA MEDICA, 2007.
- Scheffner a kol. (1990). Onkoprotein E6 kódovaný lidskými papilomaviry typu 16 a 18 podporuje degradaci s. 53. Cell 63: 1129-1136., On-line přístup
- Przemysław Kopczyński, Maciej R. Krawczyński, „Role onkogenů a genů potlačujících nádory v onkogenezi“ Nowiny Lekarskie 2012, 81, 6, 679–681, online přístup
- „Molekulární biologie rakoviny“ Janusz A. Siedlecki, Základy klinické onkologie
Další články od tohoto autora
