A rákmutációk a DNS káros változásai, amelyek a sejtosztódás feletti kontroll elvesztését okozzák. A genetikai anyag ilyen károsodása következtében a sejtek túlszaporodnak, és nem differenciálódnak. Elveszítik azt a képességüket is, hogy a tervek szerint meghaljanak. Ennek a károsodásnak köszönhetően a mutáns sejtekből álló szövetek túlzottan növekednek – így alakulnak ki a rákos daganatok.
A rákmutációa sejtek túlzott szaporodását gátló mechanizmusok elvesztését eredményezi. A tervezett sejthalál, azaz az apoptózis folyamata is sérül. Nem szabad elfelejteni, hogy nem minden DNS-mutáció rákmutáció. A rákot okozó károsodáshoz a változásnak a sejtciklust irányító génekben kell történnie.
Mi a sejtciklus?
A sejtciklus olyan folyamatok sorozata, amelyek sejtosztódáshoz vezetnek. Alapvetően interfázisra és felosztásra osztható. Az interfázis a DNS növekedését, szintézisét és az anyagok sejt általi felhalmozódását szolgálja. A szomatikus sejt, azaz a testet felépítő sejt helyes osztódása két genetikailag azonos sejt kialakulásához vezet.
A ciklust a ciklinek és kinázok csoportjába tartozó speciális fehérjék szabályozzák. Ezek az anyagok felelősek a ciklus következő fázisába való átmenet és az osztódás megkezdésének kommunikálásáért. Ez az üzenet származhat a sejtmagból vagy kívülről, a test más szöveteiből.
A testben a legtöbb sejt G0 módban van, ami a nyugalmi fázis. Az osztási ciklus akkor következik be, amikor megkapják a megfelelő ingerjelet.
Hogyan befolyásolják a mutációk a sejtciklus lefolyását?
Ha a sejtciklust szabályozó fehérjék szintéziséhez szükséges információkat tartalmazó gének megsérülnek, a sejt ellenőrizhetetlenül osztódhat. Ezt a változást rákmutációnak nevezik. Ennek következtében a cella érzéketlen az osztódás leállítására felszólító jelekre.
A sejtciklus szabályozásáért felelős, mutáción áteső géneket proto-onkogénekre és anti-onkogénekre osztják.
Mik az anti-onkogének?
Az antitonkogénekolyan gének, amelyek a sejtosztódás gátlásáért felelősek. Egy másik elnevezésükszupresszorgének . Ebbe a kategóriába tartozik a közöttmásokkal:
- TP53 gén - "a genom őre", részt vesz a sérült sejtek programozott halálának megindításában. Ennek a génnek a mutációja a daganatos elváltozások 50%-ában jelen van
- RB1 - retinarák gyakran társul ennek a génnek a károsodásához
- BRCA1- ennek a génnek a mutációi mellrákot okozhatnak
- BRCA2 - a mell- és petefészekrák összefüggésbe hozható ennek a génnek a mutációjával
- APC gén - a mutáció vastagbélrákot okozhat
Az ezen gének által kódolt fehérjék védelmet nyújtanak a rák kialakulásával szemben. A hangya onkogének részt vesznek a DNS helyreállításában és az idegrendszer fejlődésének szabályozásában is. Szabályozzák a sejt előrehaladását a ciklus szakaszain keresztül.
Ha a DNS megsérül, az anti-onkogének által kódolt fehérjék blokkolják az átmenetet az osztódási folyamat következő fázisába. Ez teszi őket a test sejtjeinek DNS-stabilitását védő védőgénekké.
Ha mutáció van, azaz megváltozik az anti-onkogénekben lévő információ, a sejtosztódás nem gátolt. Ennek eredményeként a sérült DNS-sel rendelkező sejtek további osztódáson mennek keresztül. Ez ellenőrizetlen szorzást jelent a hibássága ellenére. Ez egy út a daganatos elváltozások kialakulásához.
Mik azok a proto-onkogének?
Protoonkogénegy egészséges sejtben található gén, amely egy mutáció révén rákos génné alakulhat. Ezt a sérült gént onkogénnek nevezzük. Ez a csoport a következő géneket tartalmazza:
- SIS
- HST
- RET
- erb A
- N-myc
- Fos
- Abl
- H-RAS
A protonkogénnek számos funkciója van egy egészséges sejtben. Ebbe a csoportba tartoznak a növekedési faktor, a receptor és a szabályozó fehérjék szintéziséhez szükséges gének. Feladatuk a sejtosztódás elindítása és szabályozása. Az apoptózis folyamatában is részt vesznek.
Egy proto-onkogén onkogénné való átalakulása gyakran kromoszómális mutációval jár. Ez például az egyik kromoszóma egy töredékének a másikba való átvitelét vagy az abban található tartalom egy töredékének megkettőzését jelenti. Példa erre a Philadelphia kromoszóma, amely a krónikus mieloid leukémiában szenvedő betegek 90%-ában megtalálható.
A proto-onkogén onkogénné alakításának folyamatát onkogenezisnek nevezzük. Az antitonkogének olyan gének, amelyek gátolják ezt a folyamatot.
Milyen tényezők válthatják ki az onkogenezist?
Az onkogenezist kromoszóma- vagy pontmutáció okozhatja, azaz olyan, amely egyetlen gént érint. Ilyen változás akkor is előfordulhat, ha egy onkogén vírus DNS-e beépül a sejtbe.
Az onkogenezist kiváltó tényezők kémiai, fizikai és biológiai csoportokra oszthatók.
- Onkogenezist indukáló vegyi anyagok
A vegyi anyagok különböző típusú anyagok, amelyek mutagén tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezeket az anyagokat karcinogéneknek nevezik. Két csoportra oszthatók: a karcinogenezis iniciátoraira és elősegítőire. A promóterek közé tartoznak az endogén anyagok, amelyek stimulálják a daganatos elváltozások kialakulását, mint például az ösztrogének vagy citokinek.
Az iniciátorok olyan anyagok, amelyek olyan mutációkat okoznak a DNS-ben, amelyek neoplasztikus lézió kialakulásához vezetnek. Példák az anyagokra:
- arzén
- azbeszt
- benzol
- nikkel
- alkohol
- alkilező gyógyszerek
- aflatoxin - penészgomba által termelt mérgező anyag
- dohány égéséből származó termék
- dioxinok
- radikálisok
- Fizikai rákkeltő anyagok
Az anyagok ebbe a kategóriájába tartozik az ionizáló sugárzás és az UV sugárzás.
- Biológiai rákkeltő anyagok
A biológiai rákkeltő anyagok közé tartoznak az onkogén vírusok. Minden vírus úgy szaporodik, hogy DNS-ét bejuttatja a gazdaszervezet genetikai anyagába. Némelyikük bevezeti vele a géneket, amelyek a fertőzött sejt ellenőrizetlen növekedését és szaporodását okozzák. Ily módon neoplasztikus elváltozás kialakulásához vezetnek. Becslések szerint az emberben előforduló rosszindulatú daganatok 15%-át onkovírusok okozta tumormutációk okozzák.
Az onkogén vírusra példa a HPV, amely növeli a méhnyakrák kockázatát. Immár elérhető a HPV elleni vakcina, amely védelmet nyújt e rákkeltő anyag ellen.
Egyéb onkovírusok:
- HHV -8 - herpeszvírus 8 (Kaposi-szarkóma vírus)
- HBV - hepatitis B vírus
- HCV – Hepatitis C vírus
- EBV – Epstein-Barr vírus
Minden rákos mutáció rákhoz vezet?
A DNS változásai elég gyakran megjelennek. Spontán módon vagy karcinogén tényezők hatására keletkeznek. A sérülések nagy részét intracelluláris javító mechanizmusok távolítják el.
Ha a változások túl komolyak, a sejt apoptózisra, azaz programozott öngyilkos halálra irányul. Ennek az eljárásnak a célja a hibás sejtek eltávolítása. Ha ez a mechanizmus nem működik, a daganatos folyamat kialakul.
Amikor a neoplasztikus mutációk neoplasztikus elváltozásokhoz vezetnek?
Amikor a mutáció olyan géneket érint, amelyek a DNS-javításért és a genom stabilitásáért felelős fehérjéket kódolnak, sok új károsodás lép felgenetikai anyag. Ilyen helyzetben számos különböző daganatos mutáció lép fel.
Egy ilyen megváltozott sejtben az osztódási ciklust irányító mechanizmusok, valamint a programozott halál mechanizmusa veszélybe kerül. Az egymást követő mutációk esetén a genom instabilitása nő, ami azt jelenti, hogy az új elváltozások gyorsabban jelennek meg.
A helyzet a homeosztázis elvesztéséhez, valamint a neoplasztikus fenotípus jellemzőinek elsajátításához vezet. Ez azt jelenti, hogy a sérült sejtek másképp néznek ki, mint az egészséges sejtek, és nem töltenek be élettani funkciókat a szervezetben.
A rák több génből álló betegség. Ez azt jelenti, hogy egyetlen mutáció közvetlenül nem okoz daganatos elváltozást. A sejtekben és szövetekben kóros folyamatok mennek végbe, amikor egy beindító mutáció eredményeként későbbi mutációk jönnek létre, amelyek együttesen a szaporodás feletti kontroll elvesztéséhez és a programozott halálhoz vezetnek.
Örökletes rákmutációk
Becslések szerint az összes rákos eset 5-10%-a öröklött genetikai hajlamhoz kapcsolódik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a mutációk nemzedékeken át továbbadhatók. A hibás gén csak növeli a betegség kialakulásának valószínűségét, mivel a rákos megbetegedések többgénes betegségek.
Példa lehet egy sérült BRCA1 gén, amely növeli a mellrák kockázatát.
Egy másik példa a retinoblasztómához társuló abnormális RB. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a rák egy örökletes formájával állunk szemben.
A rákot sok egymást átfedő mutáció okozza, nem egy sérült gén.
A szerzőről
Sara Janowska, MA gyógyszerészA Lublini Orvostudományi Egyetemen és a Białystoki Biotechnológiai Intézetben interdiszciplináris doktori tanulmányokat folytató PhD hallgató a Lublini Orvostudományi Egyetemen és a Biotechnológiai Intézetben. Mesterdiplomát szerzett a gyógyszerbotanika szakterületén húsz mohafajból nyert kivonatok antioxidáns tulajdonságairól. Jelenleg kutatómunkája során új rákellenes anyagok szintézisével, tulajdonságaik rákos sejtvonalakon történő vizsgálatával foglalkozik. Két évig gyógyszerészmesterként dolgozott egy nyitott gyógyszertárban.
A szerző további cikkei