Что такое мутация рака?

Мутации рака - это вредное изменение ДНК, которое приводит к потере контроля над делением клеток. В результате такого повреждения генетического материала клетки чрезмерно размножаются и не дифференцируются. Они также теряют способность умирать по плану. Из-за этого повреждения ткани, состоящие из мутантных клеток, чрезмерно разрастаются - так возникают раковые опухоли.

Оглавление

1. Что такое клеточный цикл?
2. Как мутации влияют на ход клеточного цикла?
3. Что такое антионкогены?
4. Что такое протоонкогены?
5. Какие факторы могут вызвать онкогенез?
6. Каждая ли мутация рака приводит к раку?
7. Когда неопластические мутации приводят к неопластическим поражениям?
8. Наследственные мутации опухоли

Мутация рака приводит к потере механизмов, блокирующих чрезмерное размножение клеток. Также нарушается процесс запланированной гибели клеток - апоптоза. Следует помнить, что не каждая мутация ДНК является мутацией рака. Для того чтобы произошло повреждение, ведущее к опухоли, изменение должно происходить в генах, контролирующих клеточный цикл.

Что такое клеточный цикл?

Клеточный цикл - это серия процессов, которые приводят к делению клетки. В основном ее можно разделить на межфазную и делительную. Интерфаза служит росту, синтезу ДНК и накоплению веществ клеткой. Правильное деление соматической клетки, то есть клетки, которая строит тело, приводит к образованию двух генетически идентичных клеток.

Цикл контролируется специальными белками, принадлежащими к группам циклинов и киназ. Эти вещества ответственны за сообщение о переходе к следующей фазе цикла и начале деления. Это сообщение может исходить из ядра или извне, из других тканей тела.

В организме большинство клеток находится в режиме G0 или в фазе покоя. Цикл деления происходит, когда они получают соответствующий стимулирующий сигнал.

Как мутации влияют на ход клеточного цикла?

Если гены, содержащие информацию, необходимую для синтеза белков, контролирующих клеточный цикл, повреждены, клетка может бесконтрольно делиться. Это изменение называется мутацией рака. Следовательно, клетка нечувствительна к сигналам, призывающим ее прекратить деление.

Гены, отвечающие за контроль клеточного цикла, претерпевая мутации, можно разделить на протоонкогены и антионкогены.

Что такое антионкогены?

Антионкогены - это гены, ответственные за подавление деления клеток. Другое их название - гены-супрессоры. В эту категорию входят, в частности:

• Ген TP53 - «хранитель генома», участвует в инициации запрограммированной гибели поврежденных клеток. Мутация этого гена встречается в 50% неопластических поражений.
• RB1 - рак сетчатки часто связан с повреждением этого гена
• BRCA1- мутации в этом гене могут вызвать рак груди.
• BRCA2 - рак груди и рак яичников могут быть связаны с мутацией этого гена
• ген APC - мутация может вызвать рак толстой кишки

Белки, кодируемые этими генами, защищают от развития рака. Антионкогены также участвуют в репарации ДНК и контроле развития нервной системы. Они контролируют переход клетки к следующим этапам цикла.

Если ДНК повреждена, белки, кодируемые антонкогенами, блокируют переход к следующей фазе процесса деления. Это делает их генами-хранителями, которые охраняют стабильность ДНК клеток организма.

Если происходит мутация, то есть изменение информации, содержащейся в антионкогенах, деление клеток не ингибируется. В результате клетки с поврежденной ДНК подвергаются дальнейшему делению. Это означает неконтролируемое размножение, несмотря на его дефектность. Это путь к образованию неопластических изменений.

Что такое протоонкогены?

Протоонкоген - это ген, обнаруженный в здоровой клетке, который в результате мутации может превратиться в ген рака. Мы называем этот поврежденный ген онкогеном. В эту группу входят гены:

• SIS
• HST
• RET
• erb A
• N-myc
• Ров
• Авель
• H-RAS

Протонкогены выполняют множество функций в здоровой клетке. В эту группу входят гены, необходимые для синтеза фактора роста, рецепторных и регуляторных белков. Их роль - инициировать и контролировать деление клеток. Они также участвуют в процессе апоптоза.

Превращение протоонкогена в онкоген часто связано с хромосомной мутацией. Это означает, например, перенос фрагмента одной хромосомы на другую или дублирование фрагмента содержимого, содержащегося на ней. Примером может служить филадельфийская хромосома, которая обнаруживается у 90% пациентов с хроническим миелоидным лейкозом.

Процесс превращения протоонкогена в онкоген называется онкогенезом. Антитикогены - это гены, тормозящие этот процесс.

Какие факторы могут вызвать онкогенез?

Онкогенез может быть вызван хромосомной или точечной мутацией, то есть мутацией, затрагивающей один ген. Такое изменение также может быть результатом включения ДНК онкогенного вируса в клетку.

Факторы, вызывающие онкогенез, можно разделить на химические, физические и биологические.

• Химические факторы, вызывающие онкогенез

Химические агенты - это различные типы веществ с мутагенными свойствами. Эти вещества известны как канцерогены. Они делятся на две группы: инициаторы и промоторы канцерогенеза. Промоторы включают эндогенные вещества, которые стимулируют развитие неопластических изменений, например эстрогены или цитокины.

Инициаторы - это вещества, вызывающие мутации в ДНК, которые приводят к раку. Примеры веществ:

• мышьяк
• асбест
• бензол
• никель
• алкоголь
• алкилирующие препараты
• афлатоксин - токсичное вещество, вырабатываемое плесенью
• продукты, полученные в результате сгорания табака
• диоксины
• радикалы

• Физические канцерогены

В эту категорию факторов входят ионизирующее излучение и УФ-излучение.

• Биологические канцерогены

Онкогенные вирусы классифицируются как биологические канцерогены. Все вирусы воспроизводятся, вставляя свою ДНК в генетический материал хозяина. Некоторые из них вводят вместе с ним гены, вызывающие неконтролируемый рост и размножение инфицированной клетки. Таким образом, они приводят к образованию неопластического поражения. Подсчитано, что 15% злокачественных опухолей человека вызваны опухолевыми мутациями, вызванными действием онковирусов.

Примером онкогенного вируса является ВПЧ, повышающий риск развития рака шейки матки. Вакцина против ВПЧ теперь доступна для защиты от этого канцерогенного фактора.

Другие онковирусы:

• HHV-8 - вирус герпеса 8 (вирус саркомы Капоши)
• ВГВ - вирус гепатита В
• HCV - вирус гепатита С
• EBV - вирус Эпштейна-Барра

Каждая ли мутация рака приводит к раку?

Изменения в ДНК происходят довольно часто. Они возникают спонтанно или в результате действия канцерогенных факторов. Большая часть повреждений устраняется механизмами внутриклеточного восстановления.

Если изменения слишком серьезны, клетка направляется на апоптоз, то есть запрограммированную самоубийственную смерть. Цель этого процесса - удалить дефектные клетки. Если этот механизм не сработает, разовьется неопластический процесс.

Когда неопластические мутации приводят к неопластическим поражениям?

Когда мутация затрагивает гены, кодирующие белки, ответственные за репарацию ДНК и стабильность генома, в генетическом материале происходит много новых повреждений. В такой ситуации возникает множество различных мутаций опухоли.

В такой измененной клетке механизмы, контролирующие цикл деления, а также механизм запрограммированной смерти, находятся под угрозой. Нестабильность генома увеличивается с последовательными мутациями, что означает, что новые поражения появляются быстрее.

Ситуация приводит к потере гомеостаза, а также к приобретению черт неопластического фенотипа. Это означает, что поврежденные клетки выглядят иначе, чем здоровые, и перестают выполнять физиологические функции в организме.

Новообразования - это мультигенные заболевания. Это означает, что единичная мутация не вызывает напрямую неопластических изменений. Патологические процессы в клетках и тканях происходят, когда в результате инициирующей мутации возникают последующие мутации, которые вместе приводят к потере контроля над воспроизводством и запрограммированной смерти.

Наследственные мутации опухоли

Подсчитано, что 5–10% всех случаев рака связаны с наследственной генетической предрасположенностью. Это связано с тем, что мутации могут передаваться из поколения в поколение. Наличие дефектного гена только увеличивает вероятность развития болезни, потому что рак - это мультигенное заболевание.

Примером может служить поврежденный ген BRCA1, который увеличивает риск развития рака груди.

Другой пример - аномальный РБ, связанный с ретинобластомой. Однако это не означает, что мы имеем дело с наследственной формой рака.

Рак вызывает множество перекрывающихся мутаций, а не один поврежденный ген.

Литература

1. Радзислав Кордек (ред.): Онкология. Учебник для студентов и врачей. Гданьск: VIA MEDICA, 2007.
2. Scheffner et al. (1990). Онкобелок E6, кодируемый вирусом папилломы человека типов 16 и 18, способствует деградации s.53.Cell 63: 1129-1136., Доступ в режиме онлайн
3. Пшемыслав Копчинский, Мацей Р. Кравчинский, «Роль онкогенов и генов супрессии опухолей в онкогенезе» Новины Лекарские 2012, 81, 6, 679–681, доступ в Интернете
4. "Молекулярная биология рака" Януш А. Седлецки, Основы клинической онкологии

Об авторе

Сара Яновска, докторант междисциплинарной докторантуры в области фармацевтических и биомедицинских наук в Медицинском университете Люблина и Институте биотехнологии в Белостоке, выпускница фармацевтического факультета Люблинского медицинского университета со специализацией в медицине растений. Получила степень магистра, защитив диссертацию в области фармацевтической ботаники об антиоксидантных свойствах экстрактов, полученных из двадцати видов мхов. В настоящее время в своей исследовательской работе он занимается синтезом новых противораковых веществ и изучением их свойств на линиях раковых клеток. Два года работала мастером аптеки в аптеке открытого типа.

Другие статьи этого автора