Πώς τα μεταλλαγμένα ογκοκατασταλτικά γονίδια επηρεάζουν τον κυτταρικό κύκλο

Ο κυτταρικός κύκλος είναι μια σειρά γεγονότων που συμβαίνουν μέσα σε ένα κύτταρο, τα οποία τελικά οδηγούν στη διαίρεση του σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Η πρόοδος του κυτταρικού κύκλου παρακολουθείται και ρυθμίζεται από σημεία ελέγχου κυτταρικού κύκλου (Cps). Τα τρία πιο κρίσιμα σημεία ελέγχου είναι το G₁ σημείο ελέγχου, G₂ σημείο ελέγχου και μιτωτικό σημείο ελέγχου. Τα ογκοκατασταλτικά γονίδια (TSG) και τα πρωτο-ογκογονίδια είναι δύο τύποι γονιδίων που εμπλέκονται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου. Τα ογκοκατασταλτικά γονίδια παράγουν πρωτεΐνες που ρυθμίζουν αρνητικά τον κυτταρικό κύκλο ενώ τα πρωτοογκογονίδια ρυθμίζουν θετικά τον κυτταρικό κύκλο.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι τα ογκοκατασταλτικά γονίδια
     – Ορισμός, Συνάρτηση, Τύποι
2. Πώς τα μεταλλαγμένα ογκοκατασταλτικά γονίδια επηρεάζουν τον κυτταρικό κύκλο
     – Ο ρόλος των ογκοκατασταλτικών γονιδίων στον κυτταρικό κύκλο

Βασικοί όροι:Κυτταρικός κύκλος, βλάβη DNA, ογκοκατασταλτικά γονίδια, ανεξέλεγκτος κυτταρικός πολλαπλασιασμός

Τι είναι τα Tumor Suppressor Genes

Τα ογκοκατασταλτικά γονίδια αναφέρονται σε οποιαδήποτε κατηγορία γονιδίων που αναστέλλουν την απεριόριστη κυτταρική διαίρεση και προκαλούν κακοήθη κυτταρικό πολλαπλασιασμό κατά την ενεργοποίηση από μια μετάλλαξη. Ως εκ τούτου, η κύρια λειτουργία των ογκοκατασταλτικών γονιδίων είναι να επιβραδύνουν την κυτταρική διαίρεση. Επιπλέον, τα ογκοκατασταλτικά γονίδια εμπλέκονται στην επιδιόρθωση βλαβών στο DNA ή στην επαγωγή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, γνωστό ως απόπτωση. Ορισμένα ογκοκατασταλτικά γονίδια και οι λειτουργίες τους φαίνονται στον πίνακας 1 .

Ογκοκατασταλτικά γονίδια

Ογκοκατασταλτικό γονίδιο	Λειτουργία	Τύπος όγκων
TP53	Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, απόπτωση	Όγκοι εγκεφάλου, λευχαιμία, καρκίνος του μαστού, σαρκώματα
RB1	Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου	Ρετινοβλάστωμα, οστεογενές σάρκωμα
WT1	Κανονισμός μεταγραφής	Παιδιατρικός καρκίνος του νεφρού, η πιο κοινή μορφή συμπαγούς όγκου στην παιδική ηλικία
NF1	Κατάλυση ενεργοποίησης RAS	Νευροϊνώματα, σαρκώματα, γλοιώματα
NF2	Σύνδεση της κυτταρικής μεμβράνης με τον κυτταροσκελετό ακτίνης	Όγκοι από κύτταρα Schwann, αστροκυτώματα, μηνιγγιώματα, επενδυμώματα
APC	Σηματοδότηση μέσω μορίων προσκόλλησης στον πυρήνα	Καρκίνος του παχέος εντέρου
BRC1 και BRC2	Ρύθμιση μεταγραφής και επιδιόρθωση DNA	Καρκίνος μαστού και ωοθηκών

Πώς τα μεταλλαγμένα ογκοκατασταλτικά γονίδια επηρεάζουν τον κυτταρικό κύκλο

Η συλλογική λειτουργία των περισσότερων καλά κατανοητών ογκοκατασταλτικών γονιδίων όπως τα p53, Rb και p21 είναι να αναστέλλουν την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου μέχρι να ολοκληρωθούν ορισμένα συμβάντα. Επομένως, η λειτουργία των ογκοκατασταλτικών γονιδίων είναι όπως αυτή των φρένων σε ένα όχημα. Η μεταλλαγμένη μορφή ογκοκατασταλτικών γονιδίων οδηγεί στο σχηματισμό κακοήθων κυττάρων που διαθέτουν ανεξέλεγκτο κυτταρικό πολλαπλασιασμό.

Το γονίδιο p53 παίζει σημαντικό ρόλο στο G₁ σημείο ελέγχου όταν το κελί εισέρχεται στη φάση S από το G₁ φάση. Ως εκ τούτου, το μεταλλαγμένο γονίδιο p53 δεν μπορεί πλέον να σταματήσει τον κυτταρικό κύκλο στο G₁ σημείο ελέγχου. Το κατεστραμμένο DNA μπορεί επίσης να παραμείνει μη επισκευασμένο. Εάν το γονίδιο p53 είναι λειτουργικό, τα κύτταρα με κατεστραμμένο DNA μπορεί να υποβληθούν σε απόπτωση. Η λειτουργία τόσο του φυσιολογικού όσο και του μεταλλαγμένου γονιδίου p53 φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Κανονική και μεταλλαγμένη p53

Το μεταλλαγμένο p53 δεν είναι επίσης σε θέση να ενεργοποιήσει την παραγωγή πρωτεϊνών p21. Απαιτούνται επαρκή επίπεδα p21 για την αποτελεσματική απόφραξη της ενεργοποίησης CDK. Οι CDKs (κυκλινο-εξαρτώμενες κινάσες) είναι τα γονίδια καθυστερημένης απόκρισης της φάσης G1. Τελικά, τα θυγατρικά κύτταρα μπορεί επίσης να έχουν μεταλλαγμένα γονίδια p53. Αυτά τα μη λειτουργικά ογκοκατασταλτικά γονίδια προκαλούν ανεξέλεγκτο κυτταρικό πολλαπλασιασμό, φέρνοντας τον πληθυσμό θυγατρικών κυττάρων σε κακοήθη στάδιο. Γενικά, τα μεταλλαγμένα γονίδια p53 προκαλούν περισσότερους από τους μισούς καρκίνους. Το πρώτο αναγνωρισμένο ογκοκατασταλτικό γονίδιο στους ανθρώπους είναι το Rb και προκαλεί όγκους στο μάτι που ονομάζονται ρετινοβλάστωμα.

Συμπέρασμα

Τα ογκοκατασταλτικά γονίδια είναι μια κατηγορία γονιδίων που παράγουν πρωτεΐνες, ρυθμίζοντας αρνητικά τον κυτταρικό κύκλο. Δεδομένου ότι η κύρια λειτουργία των ογκοκατασταλτικών γονιδίων είναι ο έλεγχος του κυτταρικού κύκλου και η αποκατάσταση βλαβών στο DNA, οι μεταλλαγμένες μορφές ογκοκατασταλτικών γονιδίων προκαλούν ανεξέλεγκτο κυτταρικό πολλαπλασιασμό.

Αναφορά:

1. «Ογκοκατασταλτικά γονίδια και δραστηριότητες». Καταστολείς όγκου, Διαθέσιμο εδώ.
2.Velez, Ana Maria Abreu και Michael S. Howard. «Ογκοκατασταλτικά γονίδια, ρυθμιστικά σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου και το δέρμα». North American Journal of Medical Sciences, Medknow Publications &Media Pvt Ltd, Μάιος 2015, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Εικόνα 10 04 01" από CNX OpenStax – (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia