Onkogeny
Onkogen jest genem, który ma potencjał do wywoływania raka. Albo, równie dobrze, onkogen to gen, który powoduje niekontrolowany podział komórek.
Onkogeny w komórkach nowotworowych są często zmutowane lub ulegają ekspresji na wysokim poziomie.
Większość normalnych komórek ulega zaprogramowanej formie śmierci (apoptozie). Aktywowane onkogeny mogą spowodować, że komórki przeznaczone do apoptozy przeżyją i zamiast tego będą się rozmnażać. Większość onkogenów wymaga dodatkowego kroku, takiego jak mutacje w innym genie lub czynniki środowiskowe, takie jak infekcja wirusowa, aby wywołać raka. Od lat 70-tych XX wieku zidentyfikowano dziesiątki onkogenów występujących w ludzkich nowotworach. Wiele leków przeciwnowotworowych celuje w białka kodowane przez onkogeny.
W 1976 r. J. Michael Bishop i Harold E. Varmus z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco wykazali, że onkogeny są aktywowanymi proto-onkogenami, występującymi w wielu organizmach, w tym u ludzi. Za to odkrycie Bishop i Varmus otrzymali w 1989 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.
Ilustracja, jak normalna komórka przekształca się w komórkę nowotworową, kiedy onkogen zostaje aktywowany
Historia błędu
Praca Bishopa i Varmusa skorygowała istniejący od dawna błąd. W cytacie noblowskim znajduje się takie oto wyjaśnienie:
"Termin onkogen został wprowadzony w połowie lat 60-tych XX wieku dla oznaczenia specjalnych części materiału genetycznego niektórych wirusów. Uważano, że ta część materiału genetycznego może kierować transformacją normalnej komórki w komórkę nowotworową... Ulubiona teoria tamtych czasów głosiła, że przenikanie onkogenów z komórki na komórkę przez wirusy jest źródłem wszystkich form raka. Pogląd ten został później udowodniony jako błędny".
W rzeczywistości, odwrotna transkrypcja RNA wirusa na DNA spowodowała, że onkogeny zostały zintegrowane z chromosomalnym DNA komórek. Następnie stwierdzono, że materiał podobny do onkogenu można wykryć u różnych gatunków w całym królestwie zwierząt, w rzeczywistości nawet u prostych organizmów składających się tylko z kilku komórek. Ponadto wykazano, że gen ma stałą pozycję w chromosomach danego gatunku oraz że gen, gdy stanowi część komórkowego materiału genetycznego, dzieli się na fragmenty.
Proto-onkogeny
Proto-onkogen jest normalnym genem, który może stać się onkogenem w wyniku mutacji lub zwiększonej ekspresji. Powstałe w ten sposób białko może być nazwane onkoproteiną. Proto-onkogeny kodują białka, które pomagają regulować wzrost i różnicowanie się komórek. Proto-onkogeny są często zaangażowane w transdukcję sygnału i realizację sygnałów mitogennych, zwykle poprzez swoje produkty białkowe. Po aktywacji, proto-onkogen (lub jego produkt) staje się czynnikiem indukującym powstawanie nowotworu, onkogenem.
Przykłady
Gen MYC jest związany z chłoniakiem Burkitta. Zaczyna się to wtedy, gdy translokacja chromosomalna przesuwa sekwencję wzmacniacza w pobliże genu MYC. Gen MYC koduje szeroko stosowane czynniki transkrypcyjne. Kiedy sekwencja enhancera jest nieprawidłowo umieszczona, te czynniki transkrypcyjne są produkowane z dużo większą częstotliwością. Innym przykładem onkogenu jest gen Bcr-Abl znajdujący się na "chromosomie Filadelfii". Jest to fragment materiału genetycznego występujący w przewlekłej białaczce szpikowej, spowodowany translokacją fragmentów chromosomów 9 i 22. Bcr-Abl koduje receptorową kinazę tyrozynową, która jest aktywna, powodując niekontrolowaną proliferację komórek.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest onkogen?
O: Onkogen to gen, który może powodować raka lub niekontrolowane podziały komórkowe.
P: Czym różnią się onkogeny w komórkach nowotworowych od normalnych komórek?
O: Onkogeny w komórkach nowotworowych są często zmutowane lub ulegają ekspresji na wysokim poziomie, powodując, że komórki przeznaczone do apoptozy przeżywają i proliferują.
P: Co powoduje, że aktywowane onkogeny wywołują raka?
O: Większość onkogenów wymaga dodatkowego etapu, takiego jak mutacje w innym genie lub czynniki środowiskowe, takie jak infekcja wirusowa, aby wywołać raka.
P: Ile onkogenów zostało zidentyfikowanych w ludzkich nowotworach od lat 70-tych?
O: Od lat 70-tych zidentyfikowano dziesiątki onkogenów w nowotworach u ludzi.
P: Jakie jest znaczenie odkrycia dokonanego przez J. Michaela Bishopa i Harolda E. Varmusa w 1976 roku?
O: J. Michael Bishop i Harold E. Varmus odkryli, że onkogeny są aktywowanymi proto-onkogenami, występującymi w wielu organizmach, w tym u ludzi, co przyniosło im Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1989 roku.
P: W jaki sposób leki przeciwnowotworowe celują w onkogeny?
O: Wiele leków przeciwnowotworowych jest ukierunkowanych na białka kodowane przez onkogeny w celu zwalczania raka.
P: Czym jest apoptoza?
O: Apoptoza to zaprogramowana forma śmierci, której ulega większość normalnych komórek.
