Защо туморните супресорни гени са важни за рака

Съдържание

• Видове туморни супресорни гени
• Онкогени срещу туморни супресорни гени
• Наследяване и онкогени срещу туморни супресорни гени
• Гени за потискане на тумора и "хипотезата за 2 удара"
• Примери

Гените за потискане на тумора правят протеини, които регулират растежа на клетките и те играят важна роля за предотвратяване на развитието на ракови клетки.

Когато гените на туморни супресори са променени или инактивирани поради мутация (или такава, която присъства при раждането, или такава, която се появява по-късно в живота), те правят протеини, които са по-малко ефективни при контролиране на клетъчния растеж и / или възстановяване. Резултатът е неконтролиран растеж на увредени или анормални клетки, което води до неконтролиран растеж и развитие на ракови тумори.

Туморните супресорни гени са известни още като антионкогени или гени за загуба на функция.

Видове туморни супресорни гени

Туморните супресорни гени се предлагат в три основни типа. Всеки тип има различна функция:

1. Казвайки на клетките да забавят и да спрат да се делят
2. Възстановяване на увреждане на клетъчната ДНК, което е резултат от разделянето и може да доведе до рак
3. Причиняване на повредени клетки да стартират процес, наречен програмирана клетъчна смърт или апоптоза

Онкогени срещу туморни супресорни гени

Два първични типа гени участват в развитието на рак: онкогени и туморни супресорни гени. Терминът онкогени буквално означава "ракови гени" и тези гени водят до неконтролиран растеж на клетките. (Протоонкогените са гените, които помагат на клетките да растат и когато се мутират, така че функционират лошо, тогава се наричат ​​онкогени).

Гените за потискане на тумора са по-лесни за описване чрез аналогия.

Онкогени: Видове, примери и роля в рака

Аналогия с шофирането: Гените за потискане на тумора са спирачките

Все повече изследвания за рак се задълбочават в имунотерапията заради откритите "превключватели за включване и изключване" на рака. Тя може да стане изключително техническа и объркваща, така че може да помогне да се разглеждат клетките като автомобили.

Всяка клетка има ускорител и спирачки. В нормалните автомобили и двете работят добре. Множество процеси гарантират, че остават в равновесие, така че и колата се движи стабилно, но не катастрофира.

Ракът започва с поредица от мутации в гените. Гените функционират като план за създаване на протеини с различни функции. Някои мутации не са голяма работа - карат се тихо и не се бъркат с нищо. Те се наричат ​​пътнически мутации.

След това стигаме до мутации на водача. Шофьорът може да реши да отиде прекалено бързо или прекалено бавно и именно тези мутации на драйвера стимулират растежа на раковите клетки.

Ракът може да бъде свързан с проблеми или с ускорителя, или със спирачките, но често увреждането както на онкогените, така и на туморните супресорни гени се появява, преди да се развие рак. С други думи, ускорителят трябва да се залепи за пода и спирачките да се повредят. Фактът, че ракът често изисква редица различни мутации, отчасти е причината ракът да е по-често срещан при възрастните хора. Повече време позволява повече мутации.

В тази аналогия на автомобила:

• Онкогените са гените, които контролират ускорителя
• Гените за потискане на тумора контролират спирачките

Използвайки тази аналогия по отношение на различните видове туморни супресорни гени, изброени по-горе:

• Някои видове са отговорни за натискане на спирачките
• Някои ремонтират счупени спирачки
• Други теглят колата, когато тя не може да бъде поправена

Наследяване и онкогени срещу туморни супресорни гени

Съществуват няколко важни разлики между онкогените и туморните супресорни гени при рака.

По принцип онкогените са доминантен. В телата ни има два комплекта от всяка наша хромозома и два комплекта гени: по един от всеки от нашите родители. При доминиращите гени само едно от двете копия трябва да бъде мутирано или ненормално, за да настъпи отрицателен ефект.

Вземете например кафяви очи. Ако хората наследят едно копие на гена с кафяви очи и едно копие на гена на синеоките, цветът на очите им винаги ще бъде кафяв. В аналогията на автомобила е необходимо само едно копие на мутирал ген, контролиращ ускорителя, за да изчезне колата (само един от двата прото-онкогена трябва да се мутира, за да се превърне в онкоген).

За разлика от това туморните супресорни гени са склонни да бъдат рецесивен. Тоест, точно както ви трябват два гена за сини очи, за да имате сини очи, два гена-супресори трябва да бъдат повредени, за да допринесат за рака.

Важно е да се отбележи, че връзката между онкогените и туморните супресорни гени е много по-сложна от тази и двете често се преплитат. Например, мутация в супресорен ген може да доведе до протеини, които не са в състояние да възстановят мутации в онкоген и това взаимодействие води процеса напред.

Гени за потискане на тумора и "хипотезата за 2 удара"

Разбирането на рецесивната природа на туморните супресорни гени може да бъде полезно за разбирането на генетичните предразположения и наследствения рак.

Примери за туморни супресорни гени са гените BRCA1 / BRCA2, иначе известни като „гени за рак на гърдата“. Хората, които имат мутация в един от тези гени, имат повишен риск от развитие на рак на гърдата (наред с други видове рак).

Не всеки с гена обаче развива рак на гърдата. Първото копие на тези гени е мутирано при раждането, но едва след появата на друга мутация след раждане (придобита мутация или соматична мутация) се правят анормални възстановителни протеини, които увеличават риска от рак.

Важно е да се отбележи, че има няколко гена, свързани с развитието на рак на гърдата (не само гени BRCA), за които се предлагат генетични тестове и много от тях се смятат за гени, потискащи тумора.

Не-BRCA гени, които повишават риска от рак на гърдата

Тази рецесивна природа е посочена в „хипотезата за 2 удара“ на рака. Първото копие (в горния пример, наследеното копие на дефектния ген) е първото попадение, а по-късна мутация в другото копие на гена по-късно в живота е второто попадение.

Трябва да се отбележи, че само „2 попадения“ не е достатъчно, за да доведе до рак. След това трябва да настъпи увреждане на ДНК клетки (от околната среда или поради нормални метаболитни процеси в клетките) и заедно двете мутирали копия на гена на супресор на тумора не са в състояние да създадат ефективни протеини за възстановяване на щетите.

Гени за потискане на тумора и наследствен рак

Според Американското общество за борба с рака, наследствените ракови синдроми представляват между 5% и 10% от раковите заболявания, но проучванията показват, че процентът на раковите заболявания, които могат да бъдат приписани на тези гени, може да е много по-висок. няколко от тези синдроми, но в много случаи генетичното предразположение не може да бъде установено с тестване. В този случай е много полезно хората да работят с генетичен съветник, който може да е в състояние да разбере повече за риска въз основа на фамилната история.

Две основни роли на тумор-потискащите гени: пазачи и гледачи

Както беше отбелязано по-рано, туморните супресорни гени могат да функционират като "спирачки" на автомобила по три основни начина, но инхибирайки растежа на клетките, фиксирайки счупена ДНК или причинявайки смърт на клетката. Тези видове туморни супресорни гени могат да се разглеждат като гени на „вратар“.

И все пак някои туморни супресорни гени функционират в по-голяма роля на пазител. Тези гени създават протеини, които наблюдават и регулират много от функциите на други гени, за да поддържат стабилността на ДНК.

В примерите по-долу Rb, APC и p53 функционират като вратари. За разлика от тях, гените BRCA1 / BRCA2 функционират по-скоро като пазачи и регулират дейността на други протеини, участващи в растежа и възстановяването на клетките.

Примери

Идентифицирани са много различни туморни супресорни гени и е вероятно много повече да бъдат идентифицирани в бъдеще.

История

Туморни супресорни гени са идентифицирани за първи път при деца с ретинобластом. При ретинобластома, за разлика от много туморни супресорни гени, туморният ген, който се наследява, е доминиращ - и следователно позволява ракът да се развие при малки деца. Ако единият родител носи мутиралия ген, тогава 50 процента от децата им ще наследят гена и ще бъдат изложени на риск от ретинобластом.

Често срещани примери

Някои примери за туморни супресорни гени, свързани с рак, включват:

• RB: Супресорният ген, отговорен за ретинобластома
• ген p53: генът p53 създава протеин p53, който регулира възстановяването на гените в клетките. Мутациите в този ген са замесени в около 50% от раковите заболявания. Наследствените мутации в гена p53 са много по-рядко срещани от придобити мутации и водят до наследствено състояние, известно като синдром на Li Fraumeni. P53 кодира протеини, които казват на клетките да умрат, ако са повредени без поправка, процес, наречен апоптоза.
• BRCA1 / BRCA2 гени: Тези гени са отговорни за около 5% до 10% от рака на гърдата, но както BRCA1 генните мутации, така и BRCA2 генните мутации са свързани с повишен риск и от други видове рак. (BRCA2 също е свързан с повишен риск от рак на белия дроб при жените.)
• APC ген: Тези гени са свързани с повишен риск от рак на дебелото черво при хора с фамилна аденоматозна полипоза.
• Ген PTEN: Генът PTEN е един от не-BRCA гените, който може да увеличи риска от развитие на жена при рак на гърдата (до 85% риск през живота). Той е свързан както с туморния синдром на PTEN хамартома, така и със синдрома на Cowden. Генът кодира протеини, които подпомагат растежа на клетките, но също така помагат на клетките да се придържат заедно. Когато генът мутира, има по-голям риск раковите клетки да се "отчупят" или да метастазират.

Понастоящем са идентифицирани повече от 1200 гена на супресор на човешки тумор. Университетът в Тексас разполага с база данни за туморни супресори, която изброява много от тези гени.

Гени за потискане на тумора и лечение на рак

Разбирането на туморни супресорни гени може също да помогне да се обясни малко защо терапиите, като химиотерапията, не лекуват напълно рака. Някои лечения на рак работят за стимулиране на клетките да се самоубият. Тъй като някои туморни супресорни гени задействат процеса на апоптоза (клетъчна смърт), когато те не работят правилно, раковите клетки може да не са в състояние да преминат през процеса на апоптоза както другите клетки.

Дума от Verywell

Научаването за функцията на туморни супресорни гени и онкогени, участващи в образуването на рак, както и характеристиките на раковите клетки и как раковите клетки се различават от нормалните клетки, може да помогне на изследователите да разгледат нови начини за идентифициране на хората в риск от рак и за лечение на ракови заболявания, които се появяват.

Експертите знаят, че значение имат не само промените в самите геноми, но модифицирането на начина, по който гените се експресират без генетични промени (известни като епигенетика) играе роля при рака. Възможно е промените в средата на нашите тъкани да повлияят на „експресията“ на протеини на супресор на тумора, направени от тези гени.

Например, едно проучване разглежда ролята, която лечебните билки могат да играят за активирането на туморни супресорни молекули, а няколко други проучвания разглеждат ролята на диетичните модели в активирането на туморния супресор.

• Дял
• Флип
• електронна поща
• Текст