Onkogeny odgrywają ważną rolę w procesie powstawania komórek o cechach nowotworowych. Ich nieaktywne formy – protoonkogeny – odpowiedzialne są za regulowanie ważnych dla życia komórki, fizjologicznych cykli, w tym proliferacji, różnicowania czy szlaków sygnałowych.
Onkogeny a kancerogeneza
„Kancerogeneza”, inaczej „nowotworzenie”, to termin odnoszący się do szeregu zmian i procesów zachodzących w komórce żywej, które powodują powstawanie nowotworu. W przebiegu tego procesu aktywować się może nawet kilka rodzajów onkogenów. Obecnie wyróżnia się 3 grupy genów, których mutacje skutkują upośledzeniem lub wręcz przeciwnie – nabyciem – pewnych funkcji. W wyniku tego zjawiska dochodzi do rozwoju raka. Mowa o:
- protoonkogenach
- genach supresorowych
- genach biorących udział w apoptozie, czyli w programowanej śmierci komórki.
Uszkodzenia w genach powodowane przez czynniki wewnętrzne i zewnętrzne mogą mieć charakter uszkodzeń pojedynczych lub rozległych aberracji chromosomowych. Zmiany w strukturze to także delecje i translokacje. W procesie mutacji genów może dojść nawet do utracenia lub powielenia całych chromosomów.
Onkogeny – rola
Onkogeny pod wpływem działania pewnych czynników, określanych jako mutagenne, mogą ulec nadekspresji, czego konsekwencją jest nadmierna proliferacja (czyli namnażanie) i mniejsza wrażliwość komórek na sygnały śmierci komórki. Równolegle może dojść do wyciszenia genów supresorowych, czyli takich, które hamują podział komórki i przez to przeciwdziałają jej przekształceniu w nowotwór. Przykładem może być gen TP53, o którym potocznie mówi się jako o strażniku genomu. Ten gen koduje białko TP53 i w warunkach fizjologicznych przekierowuje komórkę na drogę apoptozy, czyli unieszkodliwia ją.
Zobacz także: Badania genetyczne z krwi lub ze śliny – na czym polegają?
Pochodzenie onkogenów
Onkogeny dzieli się na wewnątrzkomórkowe i pochodzenia wirusowego. Najczęściej występującym rodzajem onkogenów wewnątrzkomórkowe są geny, które kodują czynniki wzrostu. Odpowiedzialne są za pobudzanie komórek do kolejnych podziałów. W warunkach zdrowia ich rola jest kluczowa szczególnie w okresie płodowym i zarodkowym. Przyczyniają się one do tworzenia nowych naczyń, powstawania i regeneracji tkanek i zachowania homeostazy (równowagi) między nowymi komórkami a tymi, które muszą obumrzeć. Inną grupą ważnych dla organizmu onkogenów wewnętrznych są geny kodujące białka przekaźnikowe, np. kinazę Akt lub białko Ras. Nie mniej ważne są czynniki transkrypcyjne (np. czynnik nMyc w rozwoju raka mózgu czy płuc), które wykazują tendencję do wiązania się bezpośrednio do DNA w określonym miejscu, powodując jego transkrypcję. W prostych słowach jest to przepisanie informacji o genie na nić RNA, co skutkuje produkcją określonego białka. Innymi onkogenami są inhibitory białek supresorowych np. MDM2 – gen odpowiedzialny za rozwój mięsaków.
Onkogeny mogą mieć również pochodzenie wirusowe. Wirusy wprowadzają materiał genetyczny do komórki, powodując jej transformację w komórkę nowotworową. Najczęściej hamują one działanie białka p53 i uszkadzają nić DNA. Do znanych onkogenów wirusowych należą: brodawczak ludzki (HPV) odpowiedzialny za raka szyjki macicy, wirus Epsteina-Barra czy mięsak Kaposiego (KSHV).
Po co i kiedy warto zrobić badania genetyczne? Dowiesz się tego z filmu:
Aktywacja onkogenów
Co może aktywować onkogeny? Są to czynniki inicjujące nowotworzenie. Takimi czynnikami mogą być substancje chemiczne, w tym azbest, nikiel, kadm czy kobalt. Duże ryzyko niosą ze sobą także czynniki fizyczne, jak promieniowanie jonizujące lub UV, a także czynniki biologiczne pod postacią bakterii. To jednak nie wystarczy, aby doszło do procesu tworzenia się zmiany nowotworowej. Nie mniej istotna jest sama genetyka. Niektóre komórki są znacznie bardziej narażone na działanie czynników kancerogennych. Mówi się wówczas o niestabilności genetycznej. W obrębie niestabilności genetycznej wymienia się niestabilność chromosomową, mikrosatelitarną i epigenetyczną. Pierwsza z nich skutkuje nagromadzeniem różnego rodzaju aberracji chromosomowych (strukturalnych i liczbowych). O niestabilności mikrosatelitarnej mówi się, gdy dochodzi do zmiany długości alleli. Istnieje też szereg zmian, których pochodzenie nie jest związane z nicią DNA. W odróżnieniu od innych rodzajów ekspresji są to zmiany odwracalne, o ile podziała się na nie określonymi związkami chemicznymi.
Bibliografia:
1. Winter P.C., Hickey G.I., Fletcher H.L., Krótkie wykłady. Genetyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.
2. Chial H., Proto-oncogenes to Oncogenes to Cancer, „Nature Education” 2008, 1(1).
3. Kopczyński P., Krawczyński M.R., Rola onkogenów i genów supresji nowotworowej w onkogenezie, „Nowiny Lekarskie” 2012, 81(6), s. 679–681.