Πώς τα Proto Oncogenes γίνονται Ογκογόνα
Τα πρωτοογκογονίδια είναι μια κατηγορία γονιδίων που κωδικοποιούνται για τις πρωτεΐνες που ρυθμίζουν τον κυτταρικό κύκλο. Αυτές οι πρωτεΐνες μπορεί να είναι υποδοχείς αυξητικού παράγοντα, μεταγραφικοί ρυθμιστές ή πρωτεΐνες μεταγωγής σήματος. Χρησιμεύουν ως θετικοί έλεγχοι του κυτταρικού κύκλου, ρυθμίζοντας αρνητικά τις αποπτωτικές οδούς. Η ενεργοποίηση των πρωτο-ογκογονιδίων σε ογκογονίδια προκαλεί το σχηματισμό καρκίνου. Η μετατροπή των πρωτοογκογονιδίων σε ογκογονίδια πραγματοποιείται με τρεις τρόπους:μέσω σημειακών μεταλλάξεων, υψηλού επιπέδου γονιδιακής ενίσχυσης, συντήξεων γονιδίων ή γονιδιακών προϊόντων. Αυτοί οι τρεις τρόποι περιγράφονται σε αυτό το άρθρο.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι τα Proto Oncogenes
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Τύποι
2. Πώς τα Proto Oncogenes γίνονται ογκογονίδια
– Σημειακές μεταλλάξεις, γονιδιακή ενίσχυση, σύντηξη γονιδίων
Βασικοί όροι:Γονιδιακή ενίσχυση, σύντηξη γονιδίων, ογκογονίδια, σημειακές μεταλλάξεις, πρωτο-ογκογονίδια
Τι είναι τα Proto Oncogenes
Τα πρωτο-ογκογονίδια αναφέρονται σε μια κατηγορία γονιδίων που προάγουν την εξειδίκευση και τη διαίρεση των φυσιολογικών κυττάρων. γίνονται ογκογονίδια μετά από μεταλλάξεις. Ογκογόνα είναι οποιαδήποτε γονίδια που συμβάλλουν στη μετατροπή ενός φυσιολογικού κυττάρου σε καρκινικό κύτταρο μετά από μετάλλαξη ή που εκφράζονται σε υψηλά επίπεδα. Τα γονιδιακά προϊόντα των πρωτο-ογκογονιδίων είναι υπεύθυνα για τη θετική ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου. Ο ρόλος των πρωτο-ογκογονιδίων σε ένα κύτταρο φαίνεται στο σχήμα 1 .
Εικόνα 1:Πρωτο-ογκογονίδια
Περίπου 100 διαφορετικά πρωτοογκογονίδια έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής. Ορισμένα από τα καλά χαρακτηρισμένα ογκογονίδια περιγράφονται στον πίνακα 1.
Ογκογόνα
| Ογκογόνο | Λειτουργία |
| Ρυθμιστές πυρηνικής μεταγραφής (Βρίσκονται στον πυρήνα) | |
| Ιούνιος | Συντελεστής μεταγραφής |
| fos | Συντελεστής μεταγραφής |
| erbA | Μέλος της οικογένειας υποδοχέων στεροειδών |
| Ενδοκυτταρικοί μετατροπείς σήματος (που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα) | |
| abl | Πρωτεϊνική κινάση τυροσίνης |
| raf | Πρωτεϊνική κινάση σερίνης |
| gsp | G πρωτεΐνη άλφα υπομονάδα |
| ras | Πρωτεΐνη σύνδεσης GTP/GDP |
| Υποδοχείς μιτογόνου (Βρίσκονται στη διαμεμβρανική περιοχή) | |
| erbB | Υποδοχέας κινάσης τυροσίνης |
| fms | Υποδοχέας κινάσης τυροσίνης |
| Μιτογόνο (Εξωκυτταρικό) | |
| sis | Εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας |
| Αναστολέας απόπτωσης (Βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα) | |
| bcl2 | Ανοδικός αναστολέας του καταρράκτη κασπασών |
Πώς τα πρωτοογκογονίδια γίνονται ογκογονίδια
Τα πρωτο-ογκογονίδια γίνονται ογκογονίδια σε τρεις οδούς:σημειακές μεταλλάξεις, υψηλού επιπέδου γονιδιακή ενίσχυση, συντήξεις γονιδίων ή γονιδιακών προϊόντων. Η μετατροπή των πρωτο-ογκογονιδίων σε ογκογονίδια φαίνεται στην εικόνα 2.
Εικόνα 2:Σχηματισμός Πρωτο-Ογκογόνων
Μεταλλάξεις σημείων
Μπορεί να συμβούν αλλαγές μεμονωμένων νουκλεοτιδίων είτε στην περιοχή κωδικοποίησης πρωτεΐνης είτε στη ρυθμιστική περιοχή του πρωτοογκογονιδίου. Οι σημειακές μεταλλάξεις στην περιοχή που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη αλλάζουν τη λειτουργία του πρωτο-ογκογονιδίου μέσω της ενεργοποίησης, της σταθερότητας και της θέσης της πρωτεΐνης. Οι αλλαγές στις ρυθμιστικές αλληλουχίες του πρωτο-ογκογονιδίου αλλάζουν τη γονιδιακή έκφραση μέσω ματίσματος RNA και αλλαγμένης ποσότητας γονιδιακής έκφρασης. Ωστόσο, σημειακές μεταλλάξεις εισάγουν δομικές τροποποιήσεις, παράγοντας μια ογκοπρωτεΐνη. Για παράδειγμα, η μετατροπή του υπολείμματος γλυκίνης στο νούμερο 12 αμινοξύ της πρωτεΐνης Ras σε βαλίνη προκαλεί καρκίνο της ουροδόχου κύστης στον άνθρωπο. Επιπλέον, ενδέχεται να προκύψουν ορισμένες δομικές αλλοιώσεις λόγω διαγραφών τμημάτων της πρωτεΐνης.
Γονιδιακή ενίσχυση
Η γονιδιακή ενίσχυση προκαλεί αυξημένα επίπεδα γονιδιακών προϊόντων. Το υψηλό επίπεδο γονιδιακής έκφρασης οδηγεί επίσης στα γονιδιακά προϊόντα να χρησιμεύουν ως ογκοπρωτεΐνες.
Σύντηξη γονιδίου
Η σύντηξη γονιδίων προκαλεί επίσης την παραγωγή των περισσότερων δομικά τροποποιημένων πρωτεϊνών. Η εμφάνιση του χρωμοσώματος Philadelphia είναι ένα παράδειγμα γονιδιακής σύντηξης. Σχηματίζεται από μια μετατόπιση μεταξύ του χρωμοσώματος 9 και 22. Αυτό συγχωνεύει το bcr1 και abl γονίδια. Προκαλεί χρόνια μυελογενή λευχαιμία (ΧΜΛ). Η πρωτεΐνη σύντηξης Brc1-Abl χρησιμεύει ως ογκοπρωτεΐνη.
Οι μεταλλάξεις των πρωτο-ογκογονιδίων μεταβιβάζονται στην επόμενη κυτταρική γενιά μέσω της κυτταρικής διαίρεσης. Δεδομένου ότι η λειτουργία των πρωτο-ογκογονιδίων είναι να ρυθμίζουν θετικά τον κυτταρικό κύκλο, τα μεταλλαγμένα ογκογονίδια προκαλούν ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση φέρνοντας τα κύτταρα στο κακοήθη στάδιο. Αυτό προκαλεί το σχηματισμό όγκων ή καρκίνων στο σώμα.
Συμπέρασμα
Τα πρωτοογκογονίδια είναι υπεύθυνα για την εξειδίκευση και τη διαίρεση των κυττάρων. Μετά από μεταλλάξεις, γίνονται ογκογονίδια που προκαλούν το σχηματισμό καρκίνων. Οι τρεις κύριες μέθοδοι που εμπλέκονται στη μετατροπή των πρωτο-ογκογονιδίων σε ογκογονίδια είναι οι σημειακές μεταλλάξεις, η γονιδιακή ενίσχυση και η σύντηξη γονιδίων. Κατά τη διάρκεια σημειακών μεταλλάξεων, η νουκλεοτιδική αλληλουχία του πρωτο-ογκογονιδίου μεταβάλλεται σχηματίζοντας μια δομικά αλλαγμένη πρωτεΐνη. Στη γονιδιακή ενίσχυση, η ποσότητα των γονιδιακών προϊόντων αυξάνεται, προκαλώντας την κυτταρική διαίρεση. Στη σύντηξη γονιδίων, τα συντηγμένα γονίδια με μετατοπίσεις σχηματίζουν ογκοπρωτεΐνες.
Αναφορά:
1. «Καρκίνος και κυτταρικός κύκλος». Lumen:Boundless Biology, Διαθέσιμο εδώ.
2.Griffiths, Anthony JF. "Καρκίνος:Η γενετική του ανώμαλου ελέγχου των κυττάρων." Εισαγωγή στη Γενετική Ανάλυση. 7th Edition., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1970, Διαθέσιμο εδώ.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. «Conversion of proto-oncogene flow chart» By Haywardlc – Own work (CC0) via Commons Wikimedia
2. «Oncogenes illustration» By Unknown Illustrator – κυκλοφόρησε από το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, μια υπηρεσία που ανήκει στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
