ძირითადი მასალა

კურსი: ბიოლოგია > თემა 12

გაკვეთილი 4: უჯრედული ციკლის რეგულაცია, კიბო და ღეროვანი უჯრედები

სიმსივნე და უჯრედული ციკლი

რა კავშირია ავთვისებიან სიმსივნესა და უჯრედის ციკლის დადებითი რეგულატორების (ონკოგენების) ჭარბ აქტივობასა ან უარყოფითი რეგულატორების (სიმსივნის სუპრესორების) არააქტიურობას შორის.

შესავალი

უჯრედის ციკლის გაკონტროლება მნიშვნელოვანია? თუ ამას ონკოლოგს ჰკითხავთ - ექიმს, რომელიც სიმსივნიან პაციენტებს მკურნალობს - ის, დიდი ალბათობით, დამაჯერებლად გეტყვით, რომ - კი.

სიმსივნე უჯრედების უკონტროლო გაყოფით გამოწვეული დაავადებაა. მისი განვითარება და პროგრესი ძირითადად დაკავშირებულია უჯრედული ციკლის მარეგულირებლების აქტივობის ცვლილებებთან. მაგალითად, უჯრედული ციკლის ინჰიბიტორები უჯრედის გაყოფას აჩერებს, როცა პირობები ხელსაყრელი არ არის, ამიტომ ამ ინჰიბიტორების არასაკმარისმა აქტივობამ შეიძლება სიმსივნის განვითარება გამოიწვიოს. ამის მსგავსად, უჯრედის გაყოფის დადებითმა რეგულატორებმაც შეიძლება გამოიწვიოს სიმსივნე, თუ ძალიან აქტიურები იქნებიან. ძირითად შემთხვევებში, აქტივობის ცვლილებები გამოწვეულია იმ გენების მუტაციებით, რომლებიც უჯრედული ციკლის მარეგულირებელ ცილებს აკოდირებენ.

ამ სტატიაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ, რა ხდება სიმსივნურ უჯრედებში არასწორად. აქ იმასაც გავიგებთ, როგორ უწყობს ხელს უჯრედის ციკლის მარეგულირებელი მოლეკულების დეფექტები ავთვისებიანი სიმსივნის განვითარებას.

რა სჭირთ სიმსივნურ უჯრედებს?

სიმსივნურ უჯრედებს ორგანიზმის ნორმალური უჯრედებისგან განსხვავებული ქცევა ახასიათებთ. ამ განსხვავებებიდან ბევრი სწორედ უჯრედის გაყოფას უკავშირდება.

მაგალითად, სიმსივნურ უჯრედებს შეუძლიათ კულტურაში (ორგანიზმის გარეთ, ფინჯანზე) გამრავლდნენ ზრდის ფაქტორების, ანუ ზრდის მასტიმულირებელი ცილოვანი სიგნალების, გარეშე. მათგან განსხვავებით, ნორმალური უჯრედების კულტურის გასაზრდელად ზრდის ფაქტორების დამატებაა საჭირო.

სიმსივნური უჯრედები თავად წარმოქმნიან საჭირო ზრდის ფაქტორებს, ზრდის ფაქტორის სასიგნალო გზები მუდმივად „ჩართული" აქვთ ან, ორგანიზმის მასშტაბით თუ განვიხილავთ, მეზობელ უჯრედებს „შეაცდენენ" და თავისთვის საჭირო ზრდის ფაქტორებს წარმოაქმნევინებენ ხოლმე

^{1}

სიმსივნური უჯრედები ყურადღებას არ აქცევენ იმ სიგნალებს, რომლებიც მათ დაყოფის შეჩერებისკენ მოუწოდებთ. როდესაც ფინჯანზე ნორმალური უჯრედების რაოდენობა საკმარისზე მეტია და უჯრედები ყველა მხრიდან ერთმანეთს აწვებიან, ისინი წყვეტენ გაყოფას. სიმსივნური უჯრედები ამ დროს მაინც იყოფიან და ერთმანეთის თავზე გროვებად თავსდებიან.

კულტურის ფინჯნის გარემო, რა თქმა უნდა, განსხვავდება ადამიანის ორგანიზმისგან, მაგრამ მეცნიერები ფიქრობენ, რომ კონტაქტური ინჰიბირების არარსებობა ფინჯანზე გაზრდილ სიმსივნურ უჯრედებში მსგავსია იმისა, რაც ორგანიზმში ხდება - გადაგვარებული უჯრედები კარგავენ იმ მექანიზმს, რომელიც ნორმაში ქსოვილთა ზრდა-განვითარების წონასწორობას ინარჩუნებს.

სიმსივნური უჯრედების კიდევ ერთი მთავარი მახასიათებელია „რეპლიკაციური უკვდავობა", მაღალფარდოვანი ტერმინი, რომელიც იმას ნიშნავს, რომ ეს უჯრედები იმაზე ბევრად უფრო მეტჯერ იყოფა, ვიდრე ნორმალურები. ზოგადად, ადამიანის უჯრედებს მხოლოდ 40-60-ჯერ შეუძლიათ გაყოფა, შემდეგ ამის უნარს კარგავენ, ბერდებიან და, საბოლოოდ, კვდებიან

^{3}

სიმსივნური უჯრედები ამაზე ბევრად მეტჯერ იყოფა, ძირითადად იმიტომ, რომ მათში ფერმენტი ტელომერაზა ექსპრესირდება. ნორმაში, უჯრედის თითოეული გაყოფის შემდეგ ქრომოსომების ბოლოები მოკლდება, „ცვდება", ეს ფერმენტი კი ამ ბოლოებს ისევ აღადგენს და აგრძელებს

^{4}

სიმსივნური უჯრედები ჩვეულებრივი უჯრედებისგან არამხოლოდ უჯრედის ციკლის რეგულაციით განსხვავდება. ეს განსხვავებები მათ საშუალებას აძლევს, რომ გაიზარდონ, გამრავლდნენ და სიმსივნური მასა წარმოქმნან. მაგალითად, სიმსივნური უჯრედები იძენენ ორგანიზმის სხვა ნაწილებში გადაადგილების უნარსს. ამ პროცესს მეტასტაზირება ჰქვია. მათ ასევე შეუძლიათ ახალი სისხლძარღვების წარმოქმნა — ანგიოგენეზი - რისი მეშვეობითაც მეტ ჟანგბადსა და საკვებ ნივთიერებებს იღებენ. სიმსივნური უჯრედები ასევე არ განიცდის უჯრედის დაპროგრამებული კვდომას, აპოპტოზს ისეთ შემთხვევებში, როცა ნორმალური უჯრედი, წესით, მოკვდებოდა (მაგ., დნმ-ის დაზიანებისას). ახალი კვლევების მიხედვით, სიმსივნურმა უჯრედებმა შეიძლება განიცადოს მეტაბოლური ცვლილებები, რომლებიც ხელს უწყობენ უჯრედის გაძლიერებულ ზრდასა და გაყოფას

^{5}

როგორ ვითარდება სიმსივნე

უჯრედებს ბევრი სხვადასხვა მექანიზმი აქვთ დაყოფის შესაჩერებლად, დნმ-ის დაზიანების შესაკეთებლად და სიმსივნის განვითარების თავიდან ასაცილებლად. სწორედ ამის გამო ფიქრობენ, რომ სიმსივნის განვითარება მრავალსაფეხურიანი პროცესია, რომლის დროსაც არა მხოლოდ ერთი, არამედ რამდენიმე მექანიზმმა არ უნდა მუშაობდეს გამართულად. სწორედ ამ მრავალი ფაქტორის თანაარსებობისას მიიღწევა ე.წ „კრიტიკული მასა" და უჯრედები ავთვისებიანი ხდება. უფრო კონკრეტულად, სიმსივნეების უმეტესობა შედეგია მრავალი მუტაციისა (დნმ-ის ცვლილებისა), რომელთა დახმარებითაც სიმსივნური უჯრედები უფრო სწრაფად მრავლდება, კარგავს გაყოფის შინაგან და გარეგან კონტროლსა და უჯრედის დაპროგრამებულ კვდომას აღწევს თავს

^{6}

როგორ შეიძლება წარიმართოს ეს პროცესი? ჰიპოთეტურ მაგალითში, უჯრედში ჯერ ციკლის ინჰიბიტორმა შეიძლება შეწყვიტოს ფუნქციონირება, რაც ამ უჯრედის შთამომავლებს უფრო აქტიურად გაყოფის საშუალებას მისცემს. ნაკლებსავარაუდოა, რომ ისინი მაშინვე ავთვისებიანი უჯრედები გახდენენ, მაგრამ შეიძლება კეთილთვისებიანი სიმსივნე წარმოქმნან — უჯრედების მასა, რომელიც ძალიან აქტიურად მრავლდება, თუმცა სხვა ქსოვილებში არ იჭრება (არ მეტასტაზირებს)

^{7}

დროთა განმავლობაში ერთ-ერთ შთამომავალ უჯრედში რაიმე მუტაციაც შეიძლება განვითარდეს, რაც, ვთქვათ, უჯრედის ციკლის დადებითი რეგულატორის გააქტიურებას გამოიწვევს. შესაძლოა თავად ამ მუტაციას მაშინვე არ მოჰყვეს შედეგად ავთვისებიანი სიმსივნის განვითარება, მაგრამ მუტანტი უჯრედის შთამომავლები კიდევ უფრო სწრაფად გაიყოფიან და მოგვცემენ უჯრედთა ჯგუფს, რომელშიც კიდევ ერთი მუტაცია შეიძლება განვითარდეს. დროთა განმავლობაში ერთ რომელიმე უჯრედში იმდენი მუტაცია დაგროვდება, რომ იგი ავთვისებიანი გახდება და ავთვისებიან სიმსივნეს დაუდებს სათავეს, ანუ უჯრედთა ისეთ ერთობლიობას, რომელიც მეტისმეტად სწრაფად და აქტიურად იყოფა და სხვა ქსოვილებშიც იჭრება

^{7}

სიმსივნის ზრდასთან ერთად მის უჯრედებში კიდევ უფრო მეტი მუტაცია ჩნდება. შორსწასულ, ბოლო სტადიების ავთვისებიან სიმსივნეებში უჯრედთა გენომი მნიშვნელოვნად შეიძლება იყოს შეცვლილი და ისეთი დიდმასშტაბიანი მუტაციებიც კი შეგვხვდეს, როგორიცაა მთლიანი ქრომოსომის დაკარგვა ან გაორმაგება. როგორ წარმოიქმნება ეს ცვლილებები? როგორც ჩანს, ზოგ შემთხვევაში მაინც, მიზეზი იმ გენების მუტაცია და „გამორთვაა", რომლებიც გენომის სტაბილურობას ინარჩუნებენ (ანუ იმ გენების, რომლებიც ზოგადად მუტაციების განვითარებასა და შთამომავლობისთვის გადაცემას იცილებენ თავიდან)

^{8}

ამ გენებში ის ცილებია კოდირებული, რომლებიც აღიქვამენ დნმ-ის დაზიანებას და ასწორებენ მას, წინ ეღობებიან დნმ-თან დამკავშირებელ ქიმიურ ნივთიერებებს, ინარჩუნებენ ტელომერების ქუდებს ქრომოსომების ბოლოებზე და კიდევ სხვა მრავალ მნიშვნელოვან ფუნქციას ასრულებენ

^{9}

. თუ ამ გენებიდან რომელიმემ მუტაცია განიცადა და ფუქციონირება შეწყვიტა, სხვა მუტაციები სწრაფად გროვდება უჯრედში. შესაბამისად, თუ უჯრედში გენომის მასტაბილურებელი ფაქტორი არ მუშაობს, მის შთამომავლებში ავთვისებიანობისთვის საჭირო მუტაციების კრიტიკული მასა ბევრად უფრო მალე მიიღწევა, ვიდრე ნორმალურ უჯრედებში.

უჯრედული ციკლის მარეგულირებლები და სიმსივნე

სხვადასხვა სახის ავთვისებიანი სიმსივნისთვის სხვადასხვანაირი მუტაციებია დამახასიათებელი და თითოეულ სიმსივნეს თავისი უნიკალური გენეტიკური ცვლილებები აქვს. ზოგადად კი, ავთვისებიანი სიმსივნის განვითარებას უჯრედის ციკლის მარეგულირებლების ორნაირი მუტაცია იწვევს: დადებითი მარეგულირებლების ზედმეტად გააქტიურება (ონკოგენად ქცევა) და უარყოფითი მარეგულირებლების, ანუ სიმსივნის სუპრესორების, ინაქტივაცია (გამორთვა).

ონკოგენები

ავთვისებიანი სიმსივნის მიზეზი შესაძლოა, უჯრედის ციკლის დადებითი მარეგულირებლების ჭარბი აქტიურობა იყოს. მაგალითად, ზრდის ფაქტორის მუტანტური რეცეპტორი უჯრედს სიგნალებს თავად ზრდის ფაქტორის არარსებობის პირობებშიც კი შეიძლება გადასცემდეს, ან ციკლინი ექსპრესირდებოდეს ზედმეტად აქტიურად. ამ გენების ზედმეტად აქტიურ (სიმსივნისთვის ხელის შემწყობ) ფორმებს ონკოგენებს უწოდებენ, მათ ნორმალურ, მუტაციამდელ ვარიანტებს კი - პროტოონკოგენებს. ამ სახელწოდებებში ის ფაქტია ასახული, რომ ნორმალურო პროტოონკოგენი ონკოგენად შეიძლება იქცეს, თუ ისეთი მუტაცია განვითარდა, რომელიც მის ზედმეტად გააქტიურებას გამოიწვევს.

ადამიანები დიპლოიდური ორგანიზმები არიან, ანუ მათ გენომში გენების უმრავლესობა ორი ასლით, ანუ ალელითაა, წარმოდგენილი. ორგანიზმის დონეზე თუ განვიხილავთ, მუტაციები, რომლებიც გენის აქტივობას ზრდიან, ხშირად დომინანტურია, ანუ ერთი მუტანტური ალელიც კი საკმარისია ეფექტის გამოსავლენად. ეს იმიტომ ხდება, რომ ერთი ზედმეტად აქტიური და ერთი ნორმალური ალელის ჯამური ეფექტი მაინც გადაჭარბებული აქტივობაა.

მუტაციები, რომლებიც პროტოონკოგენებს ონკოგენებად გარდაქმიან, გამააქტივებელი მუტაციებია: ისინი რეგულატორის აქტივობას კი არ ამცირებენ, არამედ ზრდიან. შესაბამისად, უჯრედულ დონეზე ეს მუტაციები დომინანტურია: მათი ეფექტი (ამ შემთხვევაში უჯრედის ზედმეტად გაყოფა) მაშინაც გამოვლინდება, გენის ორი ასლიდან ერთიც რომ იყოს მუტანტური.

პროტოონკოგენების ონკოგენებად გარდამქმნელი მუტაციები სხვადასხვანაირი შეიძლება იყოს. ზოგი მათგანი ცილაში ამინომჟავური თანმიმდევრობის შეცვლას იწვევს, რის გამოც ცილის ფორმაც იცვლება და იგი მუდამ „ჩართულ" მდგომარეობაში იმყოფება. ზოგი მუტაცია ამპლიფიკაციას მოიცავს, რომლის დროსაც უჯრედში ერთი გენის რამდენიმე დამატებითი ასლი ჩნდება და ცილა ჭარბი რაოდენობით წარმოიქმნება. ზოგ შემთხვევაში დნმ-ის დაზიანების გასწორებისას დაშვებული შეცდომის გამო პროტოონკოგენი სხვა გენს შეიძლება მიებას, რის გამოც უკონტროლო აქტივობის მქონე „კომბინირებული" ცილა წარმოიქმნება

^{10}

ზრდის ფაქტორების სიგნალების გადაცემაში ჩართული მრავალი ცილა პროტოონკოგენებშია კოდირებული. ნორმალურ მდგომარეობაში ეს ცილები მხოლოდ ზრდის ფაქტორების თანაარსებობისას წარმათავენ უჯრედის ციკლს, თუმცა თუ რომელიმე ცილა მუტაციის გამო ზედმეტად გააქტიურდა, მან ზრდის ფაქტორის გარეშეც შეიძლება გადასცეს სიგნალები. ზედა დიაგრამაზე წარმოდგენილი ყველა მოლეკულა (ზრდის ფაქტორის რეცეპტორი, Ras ცილა და სასიგნალო ფერმენტი Raf) პროტოონკოგენებშია კოდირებული

^{11}

ამ ცილების ზედმეტად აქტიური ფორმები ხშირად გვხვდება სიმსივნურ უჯრედებში. მაგალითად, პანკრეასის კიბოს შემთხვევათა 90%-ში Ras ცილის ონკოგენური უტაციები აღინიშნება. Ras G ცილაა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის გამორთულ (პატარა მოლეკულა გდფ-სთან დაკავშირებულ) და ჩართულ (მსგავს მოლეკულა გტფ-სთან დაკავშირებულ) მდგომარეობებს შორის მონაცვლეობს. სიმსივნის გამომწვევი, ანუ ონკოგენური, მუტაციები ისე ცვლიან Ras-ის სტრუქტურას, რომ იგი გამორთულ მდგომარეობაში ან საერთოდ ვეღარ გადადის, ან ძალიან ნელა, რის გამოც მუდმივად „ჩართული" რჩება (იხ. ზედა ილუსტრაცია)

^{12}

სიმსივნის სუპრესორები

ავთვისებიან უჯრედებში ციკლის უარყოფითი მარეგულირებლები შედარებით დაბალაქტიურია (ან საერთოდ გამორთული). მაგალითად, ცილა, რომელიც ციკლს აჩერებს დნმ-ის დაზიანების საპასუხოდ, შესაძლოა საერთოდ ვეღარ აღიქვამდეს ამ დაზიანებას ან ვერ აღძრავდეს საპასუხო რეაქციას. გენებს, რომლებიც ნორმაში უჯრედის ციკლს აჩერებენ, სიმსივნის სუპრესორები ეწოდებათ. გამართულად მუშაობისას ისინი თავიდან იცილებენ ავთვისებიანი სიმსივნეების წარმოშობას. მათი მუტაციის განვითარებისა და გამორთვის შემთხვევაში კი სიმსივნეები ადვილად წარმოიქმნება.

ადამიანები დიპლოიდური ორგანიზმები არიან, ანუ მათ გენომში გენების უმრავლესობა ორი ასლით, ანუ ალელითაა, წარმოდგენილი. ორგანიზმის დონეზე თუ განვიხილავთ, მუტაციები, რომლებიც ამცირებენ გენის აქტივობას ან სრულიად „გამორთავენ" მას, როგორც წესი რეცესიულია. ეს იმას ნიშნავს, რომ მუტაციის ეფექტის გამოსავლენად ორივე ალელი უნდა დაზიანდეს. თუ ერთი „კარგი", ნორმალური ალელი მაინც ფუნქციონირებს, იგი უფუნქციო, მუტანტი გენის კომპენსაციას მოახერხებს.

სიმსივნის სუპრესორების ინაქტივაცია ფუნქციის დამკარგავ მუტაციებს მიეკუთვნება: მის გამო რეგულატორის ფუნქციონირება იკლებს ან სულაც წყდება. შესაბამისად, სიმსივნის სუპრესორების გამომრთავი მუტაციები უჯრედულ დონეზე, როგორც წესი, რეცესიულია, ანუ მათი ეფექტი (ამ შემთხვევაში უჯრედის ზედმეტად გაყოფა) მხოლოდ მაშინ ვლინდება, თუ გენის ორივე ასლი დაზიანდა.

როგორ შეიძლება, სიმსივნის სუპრესორის გენის ორივე ასლმა განიცადოს მუტაცია?

უჯრედში დროთა განმავლობაში შეიძლება, ორი სპონტანური მუტაცია განვითარდეს, თითო - თითოეულ ალელზე.
ადამიანმა სიმსივნის სუპრესორის ერთი „გაფუჭებული" ალელი შეიძლება, მშობლისგან მიიღოს მემკვიდრეობით, მეორე ალელის კი მუტაცია სპონტანურად (თავისით) განვითარდეს.

ადამიანები, რომლებსაც ერთი „ცუდი" ალელი მშობლისგან აქვთ მიღებული მემკვიდრეობით - და ამიტომ მხოლოდ ერთი მოფუნქციონირე ალელი აქვთ დარჩენილი უჯრედებში - ბევრად უფრო მიდრეკილნი არიან ავთვისებიანი სიმსივნეებისადმი, ვიდრე ორი ნორმალური ალელის მქონენი.

ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სიმსივნის სუპრესორი სიმსივნის ცილა p53-ია და იგი მთავარ როლს თამაშობს დნმ-ის დაზიანებაზე უჯრედის საპასუხო რეაქციის განვითარებაში. p53 ძირითადად G

_{1}

საკონტროლო პუნქტზე მოქმედებს (ანუ აკონტროლებს უჯრედის გადასვლას G

_{1}

-დან S ფაზაში). იგი დნმ-ის დაზიანების შემთხვევაში ან სხვა არახელსაყრელი პირობების არსებობისას უჯრედის ციკლის მსველელობას აჩერებს

^{13}

უჯრედის დნმ-ის დაზიანებისას სენსორული ცილა p53-ს ააქტიურებს, ის კი, თავის მხრივ, უჯრედის ციკლს G

_{1}

საკონტროლო პუნქტზე აჩერებს უჯრედული ციკლის ინჰიბიტორის წარმოქმნის გზით. ეს პაუზა დროს აძლევს უჯრედს, რომ შეაკეთოს დნმ. აღსანიშნავია, რომ p53 ამ პროცესშიც ჩართულია, რადგან მისი მეორე ფუნქცია დნმ-ის დაზიანების შემკეთებელი ფერმენტების გააქტიურებაა. დაზიანების გამოსწორების შემთხვევაში p53 გაუშვებს უჯრედს და ნებას დართავს, გააგრძელოს ციკლი. თუ დაზიანება ვერ სწორდება, p53 თავის მესამე და საბოლოო ფუნქციას შეასრულებს: ჩართავს აპოპტოზს (უჯრედის დაპროგრამებულ სიკვდილს), რათა დაზიანებული დნმ შთამომავლობას არ გადაეცეს.

დიაგრამაზე წარმოდგენილია ნორმალური p53 და ინაქტივირებული p53.

დნმ-ის დაზიანების საპასუხოდ ნორმალური p53 უკავშირდება დნმ-ს და სამიზნე გენების ტრანსკრიფციას ააქტიურებს. პირველ რიგში, p53 ცდკ-ინჰიბიტორი ცილების წარმოქმნას იწვევს, რომელთა მეშვეობითაც უჯრედის ციკლი G1 ფაზაში ყოვნდება და უჯრედს დაზიანების გამოსასწორებლად დრო ეძლევა. p53 დნმ-ის დაზიანების შემკეთებელ გზებსაც ააქტიურებს. დაბოლოს, თუ დნმ-ის დაზიანება გამოუსწორებელია, p53 აპოპტოზს ჩართავს. ზოგადად, p53-ის მოქმედების მიზანი ისაა, რომ თავიდან აიცილოს დაზიანებული დნმ-ის მემკვიდრეობით გადაცემა, რისთვისაც იგი ან დაზიანებას შეაკეთებინებს უჯრედს, ან აიძულებს, თავი მოიკლას.

როცა უჯრედში მხოლოდ უფუნქციო p53-ია, რომელსაც დნმ-თან დაკავშირება არ შეუძლია, დნმ-ის დაზიანება ამ სამიდან არც ერთ რეაქციას არ იწვევს. დაზიანება p53-ს კი ააქტიურებს, მაგრამ მას არაფერი შეუძლია, ის ვერ აკონტროლებს თავისი სამიზნეების ტრანსკრიფციას. შესაბამისად, უჯრედი G1 ფაზაში არ ჩერდება, დნმ-ის დაზიანება არ გამოსწორდება და არც აპოპტოზი ჩაირთვება. p53-ის დაკარგვის ეფექტი ისაა, რომ დაზიანებული დნმ (ანუ მუტაციები) შვილეულ უჯრედებს გადაეცემა.

ავთვისებიან უჯრედებს p53 ხშირად არ აქვთ, არ ფუნქციონირებს ან ნორმაზე ნაკლებად აქტიურია. მაგალითად, ბევრ ავთვისებიან სიმსივნეში გვხვდება p53-ის მუტანტური ფორმა, რომელიც დნმ-ს ვერ უკავშირდება. იმის გამო, რომ p53 სწორედ სამიზნე გენებთან დაკავშირებისა და მათი ტრანსკრიფციის აქტივაციის გზით მოქმედებს, მუტანტი ცილა თავის ფუნქციას ვეღარ ასრულებს

^{14}

თუ p53 დეფექტურია, დაზიანებული დნმ-ის მქონე უჯრედი მაინც გააგრძელებს გაყოფას. მისი შვილეული უჯრედები მუტაციებს მემკვიდრეობით მიიღებენ, რადგან მათ დედისეული უჯრედის შეუკეთებელი დნმ გადაეცემათ. მუტანტური p53-ის მქონე უჯრედების მომავალ თაობებში ახალ-ახალი მუტაციები დაგროვდება: ზოგი მათგანი პროტოონკოგენების ონკოგენებად გარდაქმნას გამოიწვევს, ზოგიც - სიმსივნის სუპრესორების ინაქტივაციას.

p53-ს გენის მუტაცია ყველაზე ხშირად გვხვდება ადამიანის ავთვისებიან სიმსივნეებში, ხოლო ის ავთვისებიანი უჯრედები, რომელთაც p53 დაზიანებული არ აქვთ, რაიმე სხვა გზით იწვევენ მის ინაქტივაციას (მაგ. ზრდიან იმ ცილების აქტივობას, რომლებიც p53-ს გადაამუშავებენ)

^{14, 15}

შეამოწმეთ თქვენი ცოდნა: ვირუსები და ავთვისებიანი სიმსივნე

ზოგი ავთვისებიანი სიმსივნის განვითარებას სპეციფიკურ ვირუსს უკავშირებენ. მაგალითად, ადამიანის პაპილომავირუსის ზოგიერთი შტამით ინფიცირებამ შეიძლება, საშვილოსნოს ყელის კიბო გამოიწვიოს. ეს ვირუსი აკოდირებს ცილა E6-ს, რომელიც p53-ს უკავშირდება. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან, რომელი დებულება ხსნის, თუ რატომ იწვევს პაპილომავირუსი ავთვისებიან სიმსივნეს?

(Choice A)
E6 ააქტიურებს p53-ს
(Choice B)
E6-ის მოქმედებით p53 დნმ-ს უფრო მტკიცედ უკავშირდება
(Choice C)
E6 აპოპტოზს ჩართავს p53-ის მეშვეობით
(Choice D)
E6-ის დაკავშირება p53-ის დაშლას (დესტრუქციას) იწვევს

თუ პაპილომავირუსი ავთვისებიან სიმსივნეს იწვევს, ესე იგი, ცილა E6 რამენაირად p53-ის აქტივობას ამცირებს და ხელს უშლის მას სიმსივნის სუპრესორის ფუნქციის შესრულებაში.

თუ E6 p53-ს უფრო გააქტიურებს და დნმ-თან უფრო მტკიცედ დაკავშირების ან აპოპტოზის გამოწვევის საშუალებას მისცემს, ეს ცვლილებები, პირიქით, შეამცირებს ავთვისებიანი სიმსივნის განვითარების ალბათობას.
ამის საპირისპიროდ, თუ E6-ის p53-თან დაკავშირება სიმსივნის სუპრესორის დაშლას გამოიწვევს, p53-ის აქტივობა შემცირდება (რადგან უჯრედში ეს მოლეკულა უფრო ნაკლები რაოდენობით დარჩება) და უჯრედის უკონტროლო გაყოფის რისკი გაიზრდება, რაც პოტენციურად სიმსივნის მიზეზი შეიძლება გახდეს.

E6-ის დაკავშირება p53-ის დაშლა მოჰყვება თან. მკვლევარების აზრით, სწორედ ამიტომ იწვევს პაპილომავირუსი ავთვისებიან სიმსივნეს.

შეცვლილი კითხვის წყაროა"ავთვისებიანი სიმსივნე და უჯრედის ციკლი," მფლობელი ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია.

ატრიბუცია:

მოდიფიცირებული სტატიის წყაროა “ავთვისებიანი სიმსივნე და უჯრედის ციკლი,” მფლობელი ოპენსტაქსის ბიოლოგია (CC BY 3,0). გადმოწერეთ თავდაპირველი სტატია უფასოდ ვებსაიტიდან http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9,85.

სახეცვლილი სტატია ვრცელდება CC BY-NC-SA 4,0 ლიცენზიით.

ციტირებული შრომები:

Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 647. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013,647
Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 649. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013.
Bartlett, Zane. (2014, November 14). The Hayflick limit. In The Embryo Project Encyclopedia. წყარო https://embryo.asu.edu/pages/hayflick-limit.
Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 651. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013,647
Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 647, 659-660. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013,647
Vogelstein, B. and Kinzler, K. W. (2004). Cancer genes and the pathways they control. Nature Medicine, 10, 790. http://dx.doi.org/10,1038/nm1087.
Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). The cell cycle. In Campbell biology (10th ed.). San Francisco, CA: Pearson, 247
Vogelstein, B. and Kinzler, K. W. (2004). Cancer genes and the pathways they control. Nature Medicine, 10, 789. http://dx.doi.org/10,1038/nm1087.
Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 658. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013,647
Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). Proto-oncogenes and tumor suppressor genes. Molecular cell biology (4th ed., section 24,2). New York, NY: W. H. Freeman. წყარო http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21662/#_A7092_.
Roberts, P. J. and Der, C. J. (2007). Targeting the Raf-MEK-ERK mitogen-activated protein kinase cascade for the treatment of cancer. Oncogene, 26, 3292. http://dx.doi.org/10,1038/sj.onc.1210422.
Santarpia, L., Lippman, S. L., and El-Naggar, A. K. (2012). Targeting the mitogen-activated protein kinase RAS-RAF signaling pathway in cancer therapy. Expert Opin. Ther. Targets 16(1), 103-119. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3457779/#S6title.
Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). Cancer is a failure of cell cycle control. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 202-204). New York, NY: McGraw-Hill.
Vogelstein, B., Sur, S. & Prives, C. (2010). p53: the most frequently altered gene in human cancers. Nature Education, 3. წყარო http://www.nature.com/scitable/topicpage/p53-the-most-frequently-altered-gene-in-14192717.
Vogelstein, B., Lane, D., and Levine, A.J. (2000). Surfing the p53 network. Nature, 408, 307-310. http://dx.doi.org/10,1038/35042675.

დამატებითი ბიბლიოგრაფია:

Bartlett, Zane. (2014, November 14). The Hayflick limit. In The Embryo Project Encyclopedia. წყარო https://embryo.asu.edu/pages/hayflick-limit.

კეთილთვისებიანი სიმსივნე. (4 ივლისი, 2015). მოძიების თარიღი 15 ოქტომბერი, 2015 წყარო Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Benign_tumor.

Cell division and cancer. (2014). In Scitable. წყარო http://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-division-and-cancer-14046590.

Chial, H. (2008) Genetic regulation of cancer. Nature Education, 1(1), 67. Retrieved from http://www.nature.com/scitable/topicpage/genetic-regulation-of-cancer-891.

Chow, A. Y. (2010) Cell cycle control by oncogenes and tumor suppressors: driving the transformation of normal cells into cancerous cells. Nature Education, 3(9), 7. წყარო http://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-cycle-control-by-oncogenes-and-tumor-14191459.

Hanahan, D. and Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 646-674. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2011,02.013.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). Mutations: types and causes. Molecular cell biology (4th ed., section 8,1). New York, NY: W. H. Freeman. წყარო http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21513/.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). Oncogenic mutations affecting cell proliferation. Molecular cell biology (4th ed., section 24,3). New York, NY: W. H. Freeman. წყარო http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21513/.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). Proto-oncogenes and tumor suppressor genes. Molecular cell biology (4th ed., section 24,2). New York, NY: W. H. Freeman. წყარო http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21662.

მეტასტაზები. (14 ოქტომბერი, 2015). მოძიების თარიღი და ადგილი: 15 ოქტომბერი, 2015, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Metastasis.

Nevins, J. R. (2001). The Rb/E2F pathway and cancer. Hum. Mol. Genet., 10(7), 699-703. http://dx.doi.org/10,1093/hmg/10,7.699.

OpenStax College, Anatomy & Physiology. (2016, May 18). Cell growth and division. In OpenStax CNX. წყარო http://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8,25:6iouz0Jo@5/Cell-Growth-and-Division.

p53. (13 ოქტომბერი, 2015). მოძიების თარიღი და ადგილი: 15 ოქტომბერი, 2015, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/P53.

Purves, W. K., Sadava, D. E., Orians, G. H., and Heller, H.C. (2004). Molecular biology and medicine. In Life: the science of biology (7th ed., pp. 339-363). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Ras სუბოჯახი. (10 სექტემბერი, 2015). მოძიების თარიღი და ადგილი: 15 ოქტომბერი, 2015, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Ras_subfamily.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). Cancer is a failure of cell cycle control. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 202-204). New York, NY: McGraw-Hill.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). The cell cycle. In Campbell biology (10th ed., pp. 232-250). San Francisco, CA: Pearson.

რეტინობლასტომის ცილა. (4 აგვისტო, 2015). მოძიების თარიღი და ადგილი: 15 ოქტომბერი, 2015, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Retinoblastoma_protein.

Roberts, P. J. and Der, C. J. (2007). Targeting the Raf-MEK-ERK mitogen-activated protein kinase cascade for the treatment of cancer. Oncogene, 26, 3291-3310. http://dx.doi.org/10,1038/sj.onc.1210422.

Ruddon, R. W. (2003). What makes a cancer cell a cancer cell? In Kufe, D. W., Pollock, R. E., Weichselbaum, R. R., Bast, R. C., Gansler, T. S., Holland, J.F, and Frei, E. (Eds.), Holland-Frei cancer medicine (6th ed.). Hamilton, ON: BC Decker. წყარო http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK12516/.

Santarpia, L., Lippman, S. L., and El-Naggar, A. K. (2012). Targeting the mitogen-activated protein kinase RAS-RAF signaling pathway in cancer therapy. Expert Opin. Ther. Targets 16(1), 103-119. http://dx.doi.org/10,1517/14728222,2011.645805.

Sheppard, K. E. and McArthur, G. A. (2013). The cell-cycle regulator CDK4: an emerging therapeutic target in melanoma. Clin. Cancer Res., 19, 5320-5328. http://dx.doi.org/10,1158/1078-0432.CCR-13-0259.

Thomas, M., Pim, D., and Banks, L. (1999). The role of the E6-p53 interaction in the molecular pathogenesis of HPV. Oncogene, 18(53), 7690-7700. http://dx.doi.org/10,1038/sj.onc.1202953.

Vogelstein, B., Lane, D., and Levine, A.J. (2000). Surfing the p53 network. Nature, 408, 307-310. http://dx.doi.org/10,1038/35042675.

Vogelstein, B. and Kinzler, K. W. (2004). Cancer genes and the pathways they control. Nature Medicine, 10, 789–799. http://dx.doi.org/10,1038/nm1087.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

შესვლა

დავალაგოთ:

Shagu_BaBu
გამოქვეყნების თარიღია 2 წლის წინ. მომხმარებლის Shagu_BaBu გზავნილზე „შეგიძლიათ დეტალურად ამიხს...“ პირდაპირი ბმული
შეგიძლიათ დეტალურად ამიხსნათ, რას გულისხმობთ იმაში, რომ "უჯრედი 40-60 ჯერ იყოფა, ბერდება და შემდგომ იღუპება".
მაგალითითად ნაწლავის ეპიტელური უჯრედები 24 საათში ერთხელ იყოფიან და საშუალოდ ორ თვეში უჯრედები თავის სიცოცხლის ლიმიტს ამოწურავენ თუ?
Button navigates to signup pageButton navigates to signup page
(1 მოწონება)
პასუხი

გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.