• Протоонкогены кодируют белки, которые направляют клетку в цикл
• Гены-супрессоры опухоли кодируют белки, задерживающие наступление процессов клеточного цикла
• Мутации в протоонкогенах, генах-супрессорах опухоли или в генах, кодирующих компоненты процессов точки контроля, могут приводить к развитию рака
Как подчеркивалось выше, многие точки контроля существуют для того, чтобы обеспечить безошибочное клеточное деление. Эти точки играют важную роль, поскольку обеспечивают правильность и высокую точность протекания процессов дупликации и сегрегации хромосом. Мутации по генам, контролирующим правильность клеточной пролиферации, могут приводить к развитию рака.
К неконтролируемой пролиферации клеток приводят мутации в двух типах генов. К ним относятся протоонкогены и гены-супрессоры опухоли. При регуляции пролиферации клеток эти группы генов действуют противоположным образом. Протоонкогены получили свое название потому, что они участвуют в пролиферации и способны активироваться или мутировать таким образом, что начинают постоянно подавать сигналы к делению или генерировать их в неподходящий момент времени. Для того чтобы протоонкоген превратился в онкоген, он должен мутировать.
Напротив, гены-супрессоры опухоли обычно ограничивают клеточную пролиферацию и поддерживают стабильность генома. Поэтому мутации, приводящие к утрате функций обеих копий такого гена, могут привести к утрате контроля над ростом клеток и к образованию опухоли. В возникновении рака существенную роль отводят влиянию факторов окружающей среды. Воздействие на клетки человека таких мутагенов/канцерогенов, как УФ или табачный дым, может вызвать мутации в протоонкогенах или в генах-супрессорах опухоли.
р53 представляет собой ключевой ген-супрессор опухоли, который ограничивает продвижение клеток по циклу. Также этот ген является компонентом системы точки контроля. Механизм действия белка р53 и регуляция его функций являются предметом интенсивных исследований, поскольку для большинства опухолей человека характерно наличие мутаций, инактивирующих соответствующий ген. При утрате белком р33 своих функций, клетки выходят из-под контроля регуляторных систем цикла и способны пролиферировать при наличии повреждений в ДНК При этом они становятся более восприимчивыми к дальнейшему возникновению мутаций в последующих поколениях.
Накопление нескольких мутаций в генах, контролирующих рост клеток, может приводить к развитию опухоли.
Прохождение по циклу клеток с дефектами в ДНК может быть вызвано мутациями по генам, кодирующим другие белки систем точек контроля. В качестве примера приведем инактивацию Hus1, одного из белков контрольной точки в клетках мышей и человека. В результате этой инактивации клетки приобретают чувствительность к агентам, повреждающим ДНК, и продолжают продвигаться по циклу, несмотря на полученные повреждения.
Мутации по генам, участвующим в сегрегации ДНК, также способствуют появлению генетических изменений, свойственных раковым клеткам. Признаком опухолевого процесса является хромосомная нестабильность (CIN), и в недавних исследованиях было показано, что CIN непосредственно индуцируется дефектами сигнальной системы SAC, а не возникает в результате трансформации клеток.
Известно, например, что транскрипция Mad2, который является одним из компонентов SAC, находится под контролем E2F. Поэтому в клетках с нарушенной регуляцией E2F повышается уровень Mad2 и нарушается процесс сегрегации хромосом. При некоторых формах рака также обнаружены мутации в белке MAD2 или в других белках системы SAC. В совокупности эти наблюдения свидетельствуют о том, что в поддержании стабильности генома важную роль играет как функциональная активность SAC, так и своевременная ее инактивация.
Подводя итог, отметим, что, поскольку накопление мутаций может происходить в протоонкогенах, генах-супрессорах опухоли, и генах, участвующих в процессах точки контроля, существует значительный риск возникновения рака.
Учебное видео митоз и клеточный цикл
Скачать данное видео и просмотреть с другого видеохостинга можно на странице: Здесь.
