Онкогены, гены-супрессоры опухолей и гены репарации ДНК

Наш организм состоит из триллионов клеток, которые должны работать вместе, чтобы поддерживать наше здоровье. Наши клетки должны быть способны делиться, чтобы создавать новые клетки, помогающие организму расти, или заменять клетки, которые умерли. В то же время необходимо контролировать рост и деление клеток, чтобы клетки не росли слишком сильно и не вытесняли окружающие их клетки.

Может быть полезно думать о клетке как о машине. Чтобы клетка работала должным образом, должны быть способы контролировать скорость, с которой это происходит, то есть способы ускорить рост и деление клеток, если это необходимо, и способы контролировать этот рост или замедлять его. Также должны быть способы починки деталей автомобиля, если они выходят из строя.

Рост клеток обычно контролируется действием определенных генов внутри каждой клетки. Рак начинается, когда клетки в организме становятся ненормальными и начинают бесконтрольно расти. Это происходит там, где происходят изменения в генах, которые влияют на рост клеток.

Основными типами генов , которые играют определенную роль в развитии рака , являются:

• Онкогены
• Гены-супрессоры опухолей
• Гены репарации ДНК

Рак часто является результатом изменений более чем в одном из этих типов генов внутри клетки.

Онкогены

Протоонкогены - это гены, которые обычно помогают клеткам расти и делиться, чтобы создавать новые клетки или помогать клеткам оставаться живыми. Когда протоонкоген мутирует (изменяется) или его копий становится слишком много, он может включаться (активироваться), когда этого не должно быть, и в этот момент его теперь называют онкогеном. Когда это происходит, клетка может начать бесконтрольно расти, что может привести к раку.

Протоонкоген обычно функционирует так же, как педаль газа в автомобиле. Это помогает клетке расти и делиться. Онкоген подобен педали газа, которая нажата, что приводит к бесконтрольному делению клетки.

Онкогены могут включаться (активироваться) в клетках различными способами. Например:

• Варианты / мутации генов: у некоторых людей есть различия в ‘коде’ их генов, которые могут привести к постоянному включению онкогена. Эти типы изменений генов могут быть унаследованы от родителя, или они могут произойти в течение жизни человека, когда при копировании гена во время деления клетки совершается ошибка.
• Эпигенетические изменения: клетки обычно имеют способы включения или выключения генов, которые не связаны с изменениями в самих генах. Вместо этого к генетическому материалу (ДНК или РНК) могут быть присоединены различные химические группы, которые влияют на то, включен ли ген. Эти типы эпигенетических изменений иногда могут приводить к включению онкогена. Подробнее об эпигенетических изменениях см. в разделе Генные изменения и рак.
• Хромосомные перестройки: Хромосомы - это длинные цепочки ДНК в каждой клетке, содержащие ее гены. Иногда, когда клетка делится, последовательность ДНК в хромосоме может быть изменена. Это может привести к тому, что ген, который функционирует как своего рода переключатель "включено", будет находиться рядом с протоонкогеном, поддерживая этот ген включенным, даже когда его не должно быть. Этот новый онкоген может привести к тому, что клетка выйдет из-под контроля.
• Дублирование генов: некоторые клетки имеют дополнительные копии гена, что может привести к тому, что они будут вырабатывать слишком много определенного белка.

Небольшое число семейных раковых синдромов связано с наследственным изменением онкогена. Эти типы изменений иногда могут быть первым шагом к превращению клетки в раковую клетку. Но большинство изменений, связанных с онкогенами, приобретаются в течение жизни человека, а не передаются по наследству.

Гены - супрессоры опухолей

Гены-супрессоры опухолей - это нормальные гены, которые замедляют деление клеток или заставляют клетки умирать в нужное время (процесс, известный как апоптоз или запрограммированная клеточная гибель). Когда гены-супрессоры опухолей не работают должным образом, клетки могут выйти из-под контроля, что может привести к раку.

Ген-супрессор опухоли подобен педали тормоза в автомобиле. Обычно это помогает клетке не делиться слишком быстро, точно так же, как тормоз удерживает автомобиль от слишком быстрой езды. Когда что-то идет не так с геном-супрессором опухоли, например, патогенный вариант (мутация), который останавливает его работу, деление клеток может выйти из-под контроля.

Наследственные изменения в генах-супрессорах опухолей были обнаружены при некоторых семейных раковых синдромах. Они вызывают передачу определенных видов рака в семьях. Но большинство мутаций гена-супрессора опухолей приобретаются в течение жизни человека, а не передаются по наследству.

Например, TP53 является важным геном-супрессором опухолей. Он кодирует белок р53, который помогает контролировать деление клеток. Наследственные изменения в гене TP53 могут привести к синдрому Ли-Фраумени. Члены семьи с этим синдромом имеют повышенный риск развития нескольких типов рака, потому что все их клетки имеют это изменение гена TP53.

Изменения в гене TP53 также очень часто встречаются в раковых клетках у людей без наследственного ракового синдрома. Эти изменения TP53 приобретаются в течение жизни человека. Эти изменения могут помочь раковым клеткам расти, но они обнаруживаются только в раковых клетках, а не в других клетках организма, поэтому они не могут быть переданы детям человека.

Гены репарации ДНК

Когда клетка делится, чтобы образовать новые клетки, ей необходимо создать новую копию всей своей ДНК. Это сложный процесс, и иногда он приводит к ошибкам в ДНК.

Гены, известные как гены восстановления ДНК, действуют подобно человеку, который ремонтирует автомобиль. Они помогают исправить ошибки в ДНК, или, если они не могут их исправить, они вызывают гибель клетки, чтобы ошибки не могли вызвать никаких дальнейших проблем.

Когда что-то идет не так с одним из этих генов репарации ДНК, это может привести к накоплению большего количества ошибок внутри клетки. Некоторые из них могут влиять на другие гены, что может привести к бесконтрольному росту клетки.

Как и в случае с другими типами изменений генов, изменения в генах репарации ДНК могут быть либо унаследованы от родителей, либо приобретены в течение жизни человека.

Примеры генов репарации ДНК включают гены BRCA1 и BRCA2. Люди, которые наследуют патогенный вариант (мутацию) в одном из этих генов, имеют более высокий риск некоторых видов рака, особенно рака молочной железы и яичников у женщин. (Для получения дополнительной информации см. Семейные раковые синдромы.) Но изменения в этих генах также иногда наблюдаются в опухолевых клетках у людей, которые не унаследовали ни одной из этих мутаций.

...