Varför tumörundertryckande gener är viktiga vid cancer

Innehåll

• Typer av tumörundertryckande gener
• Onkogener vs. tumörundertryckande gener
• Arv och onkogener vs. tumörundertryckande gener
• Tumörundertrycksgener och "2-hypotesen"
• Exempel

Tumörundertryckande gener gör proteiner som reglerar tillväxten av celler, och de spelar en viktig roll för att förhindra utvecklingen av cancerceller.

När tumorsuppressorgener ändras eller inaktiveras på grund av en mutation (antingen en som är närvarande vid födseln eller en som inträffar senare i livet), gör de proteiner som är mindre effektiva för att kontrollera celltillväxt och / eller reparation. Resultatet är okontrollerad tillväxt av skadade eller onormala celler, vilket leder till okontrollerad tillväxt och utveckling av cancertumörer.

Tumörundertryckande gener är också kända som antionkogener eller funktionsförlustgener.

Typer av tumörundertryckande gener

Tumörundertryckande gener finns i tre huvudtyper. Varje typ har en annan funktion:

1. Berätta för celler att sakta ner och sluta dela
2. Reparera skador på cellulärt DNA som beror på delning och kan leda till cancer
3. Att få skadade celler att starta en process som kallas programmerad celldöd eller apoptos

Onkogener vs. tumörundertryckande gener

Två primära gener är involverade i utvecklingen av cancer: onkogener och tumörundertryckande gener. Uttrycket onkogener betyder bokstavligen "cancergener", och dessa gener resulterar i okontrollerad tillväxt av celler. (Proto-onkogener är generna som hjälper celler att växa, och när de muteras så att de fungerar dåligt kallas de då onkogener).

Tumörundertryckande gener är lättare att beskriva med en analogi.

Onkogener: Typer, exempel och roll i cancer

Analogi till körning: Tumörundertryckande gener är bromsarna

Mer och mer forskar cancerforskningen i immunterapi på grund av "på- och avbrytare" för cancer som har upptäckts. Det kan bli mycket tekniskt och förvirrande, så det kan hjälpa att tänka på celler som bilar.

Varje cell har en gaspedal och bromsar. I vanliga bilar fungerar båda bra. Flera processer ser till att de håller sig i balans så att bilen båda rör sig stadigt, men inte kraschar.

Cancer börjar med en serie mutationer i gener. Gener fungerar som en ritning för att tillverka proteiner med olika funktioner. Vissa mutationer är ingen stor sak - de åker tyst och rör sig inte med någonting. De kallas passagerarmutationer.

Sedan kommer vi till förarmutationer. Föraren kan bestämma sig för att gå för fort eller för långsamt, och det är dessa förarmutationer som driver tillväxten av cancerceller.

Cancer kan relateras till problem med antingen acceleratorn eller bromsarna, men ofta uppstår skador på både onkogener och tumörundertryckande gener innan cancer utvecklas. Med andra ord måste gaspedalen fastna på golvet OCH bromsarna måste fungera felaktigt. Det faktum att cancer ofta kräver ett antal olika mutationer är delvis varför cancer är vanligare hos äldre människor. Mer tid möjliggör fler mutationer.

I denna bilanalogi:

• Onkogener är generna som styr acceleratorn
• Tumörundertryckande gener kontrollerar bromsarna

Med denna analogi med hänvisning till de olika typerna av tumörsuppressorgener som anges ovan:

• Vissa typer är ansvariga för att slå på bromsarna
• Några reparerar trasiga bromsar
• Andra bogserar bort bilen när den inte kan fixas

Arv och onkogener vs. tumörundertryckande gener

Flera viktiga skillnader finns mellan onkogener och tumörundertryckande gener i cancer.

I allmänhet är onkogener det dominerande. I våra kroppar har vi två uppsättningar av var och en av våra kromosomer och två uppsättningar gener: en från var och en av våra föräldrar. Med dominerande gener behöver bara en av de två kopiorna vara muterad eller onormal för att en negativ effekt ska uppstå.

Ta till exempel bruna ögon. Om människor ärver en kopia av den brunögda genen och en kopia av den blåögda genen kommer deras ögonfärg alltid att vara brun. I bilanalogin krävs bara en kopia av en muterad gen som styr acceleratorn för att bilen ska bli slut på kontrollen (endast en av de två proto-onkogenerna behöver muteras för att bli en onkogen).

Tumörundertryckningsgener tenderar däremot att vara recessiv. Det vill säga, precis som du behöver två gener för blå ögon för att få blå ögon, måste två suppressorgener båda skadas för att kunna bidra till cancer.

Det är viktigt att notera att förhållandet mellan onkogener och tumörsuppressorgener är mycket mer komplex än detta, och de två är ofta sammanflätade. En mutation i en suppressorgen kan till exempel resultera i proteiner som inte kan reparera mutationer i en onkogen, och denna interaktion driver processen framåt.

Tumörundertrycksgener och "2-hypotesen"

Att förstå den recessiva karaktären hos tumörundertryckande gener kan vara till hjälp för att förstå genetiska predispositioner och ärftlig cancer.

Exempel på tumörsuppressorgener är BRCA1 / BRCA2-generna, annars kända som "bröstcancergener". Människor som har en mutation i en av dessa gener har en ökad risk att utveckla bröstcancer (bland andra cancerformer).

Men inte alla med genen utvecklar bröstcancer. Den första kopian av dessa gener muteras vid födseln, men det är inte förrän en annan mutation inträffar efter födseln (en förvärvad mutation eller somatisk mutation) som onormala reparationsproteiner görs som ökar risken för cancer.

Det är viktigt att notera att det finns flera gener associerade med utvecklingen av bröstcancer (inte bara BRCA-gener), för vilka genetisk testning är tillgänglig, och många av dessa anses vara tumörundertryckande gener.

Gener som inte är BRCA som ökar risken för bröstcancer

Denna recessiva natur är vad som hänvisas till i "2-träffhypotesen" om cancer. Den första kopian (i exemplet ovan, den ärvda kopian av den defekta genen) är den första träffen, och en senare mutation i den andra kopian av genen senare i livet är den andra träffen.

Det är viktigt att notera att det är inte tillräckligt att ha "2 träffar" för att leda till cancer. Skador på DNA-celler (från miljön eller på grund av normala metaboliska processer i celler) måste då uppstå, och tillsammans kan de två muterade kopiorna av tumörundertryckningsgenen inte skapa effektiva proteiner för att reparera skadan.

Tumörundertryckande gener och ärftlig cancer

Enligt American Cancer Society står ärftliga cancersyndrom för mellan 5% och 10% av cancerformerna, men studier tyder på att procentandelen cancerformer som kan tillskrivas dessa gener kan vara mycket högre. Genetisk screening är nu tillgänglig för flera av dessa syndrom, men i många fall kan en genetisk predisposition inte hittas vid testning. I det här fallet är det till stor hjälp för människor att arbeta med en genetisk rådgivare som kanske kan förstå mer om risk baserat på familjehistoria.

Två grundläggande roller för tumörundertryckare: portvakter och vaktmästare

Som tidigare nämnts kan tumörundertryckande gener fungera som "bromsar" i bilen på tre primära sätt men hämma celltillväxt, fixera trasigt DNA eller orsaka att en cell dör. Dessa typer av tumörundertryckande gener kan betraktas som "gatekeeper" -gener.

Ändå fungerar vissa tumörundertryckande gener i mer av en vaktmästarroll. Dessa gener skapar proteiner som övervakar och reglerar många andra funktioner för att upprätthålla DNA-stabiliteten.

I exemplen nedan fungerar Rb, APC och p53 som portvakter. Däremot fungerar BRCA1 / BRCA2-gener mer som vårdare och reglerar aktiviteten hos andra proteiner som är involverade i celltillväxt och reparation.

Exempel

Många olika tumörundertryckande gener har identifierats och det är troligt att många fler kommer att identifieras i framtiden.

Historia

Tumörundertryckande gener identifierades först bland barn med retinoblastom. I motsats till många tumörundertryckningsgener är tumörgenen som ärvs dominerande i retinoblastom och tillåter därför cancer att utvecklas hos små barn. Om en förälder bär den muterade genen kommer 50 procent av deras barn att ärva genen och riskera retinoblastom.

Vanliga exempel

Några exempel på tumörsuppressorgener associerade med cancer inkluderar:

• RB: Suppressorgenen som är ansvarig för retinoblastom
• p53-gen: p53-genen skapar protein p53 som reglerar genreparation i celler. Mutationer i denna gen är inblandade i cirka 50 procent av cancerformerna. Ärvda mutationer i p53-genen är mycket mindre vanliga än förvärvade mutationer och resulterar i det ärftliga tillstånd som kallas Li Fraumenis syndrom. P53 kodar för proteiner som säger till celler att dö om de skadas utan reparation, en process som kallas apoptos.
• BRCA1 / BRCA2-gener: Dessa gener är ansvariga för cirka 5 procent till 10 procent av bröstcancer, men både BRCA1-genmutationer och BRCA2-genmutationer är också associerade med en ökad risk för andra cancerformer. (BRCA2 är också kopplat till en ökad risk för lungcancer hos kvinnor.)
• APC-gen: Dessa gener är associerade med en ökad risk för koloncancer hos personer med familjär adenomatös polypos.
• PTEN-gen: PTEN-genen är en av de icke-BRCA-gener som kan öka risken för att en kvinna utvecklar bröstcancer (upp till 85 procents livstidsrisk). Det är associerat med både PTEN hamartom tumörsyndrom och Cowdens syndrom. Genen kodar för proteiner som hjälper till i celltillväxt men också hjälper celler att hålla ihop. När genen muteras finns det en större risk att cancerceller "bryts av" eller metastaserar.

För närvarande har mer än 1200 humana tumörundertryckande gener identifierats. University of Texas har en databas för tumorsuppressorgener som listar många av dessa gener.

Tumörundertryckande gener och cancerbehandlingar

Att förstå tumörundertryckande gener kan också hjälpa till att förklara lite varför behandlingar, som kemoterapi, inte botar cancer helt. Vissa cancerbehandlingar arbetar för att stimulera celler att begå självmord. Eftersom vissa tumörundertryckande gener utlöser apoptosprocessen (celldöd) kan cancercellerna kanske inte gå igenom apoptosprocessen som andra celler kanske inte fungerar korrekt.

Ett ord från Verywell

Att lära sig om funktionen hos tumörsuppressorgener och onkogener som är involverade i bildandet av cancer, liksom egenskaperna hos cancerceller och hur cancerceller skiljer sig från normala celler, kan hjälpa forskare att titta på nya sätt att både identifiera personer med risk för cancer och för att behandla cancer som uppstår.

Experter vet att det inte bara är förändringarna i genomet som spelar roll, men att ändra hur gener uttrycks utan genetiska förändringar (känd som epigenetik) spelar en roll i cancer. Det är möjligt att förändringar i miljön i våra vävnader kan påverka "uttrycket" av tumörundertryckande proteiner från dessa gener.

Till exempel undersökte en studie rollen som medicinska örter kan spela i aktiveringen av tumörundertryckningsmolekyler, och flera andra studier har tittat på rollen av kostmönster vid aktivering av tumörundertryckare.

• Dela med sig
• Flip
• E-post
• Text