biotechnologia


 
 
UWAGA. Artykuł jest poniżej.

Drodzy Czytelnicy e-biotechnologia.pl. Mamy do Was ogromną prośbę!



Portal ten tworzony jest przez lubelskich naukowców i od ponad 10 lat staramy się, aby w Wasze ręce trafiały treści, które pomagają Wam w zdobywaniu wiedzy.
Dzisiaj My prosimy Was o pomoc i przysługę!
Ci sami naukowcy, którzy tworzą e-biotechnologia.pl tworzą również projekt NEXBIO.
NEXBIO rozwija technologie analizy DNA, które mają szansę obniżyć użycie pestycydów w rolnictwie. Ponadto budujemy mobilne laboratorium genetyczne, które umożliwi wykrywanie chorób roślin już na polu. Więcej o nas tutaj: Onet Rano, INN:Poland, Chivas Venture NEXBIO.

NEXBIO reprezentuje Polskę w niezwykle prestiżowym konkursie THE VENTURE rywalizując w gronie 30 innowacyjnych pomysłów z całego świata. Mamy szansę wygrać, ale nie odbędzie się to bez Waszej pomocy. Prosimy Was o głosy w konkursie. To dla nas wielka szansa! Dla nas to fundusze na rozwój projektu jakim jest mobilne laboratorium genetyczne. Jeśli nas wesprzecie, bardzo prawdopodobne jest, że za kilka lat, również będziecie z niego korzystać.

Jak można na nas zagłosować (to zajmie tylko kilka sekund!):


1. Należy wejść na stronę organizatora konkursu: Konkurs The Venture
2. Kliknąć w przycisk Zaloguj się przez Facebook aby oddać głos
3. I następnie koniecznie kliknąć w przycisk Potwierdź swój głos

Bardzo Wam dziękujemy!
ZESPÓŁ E-BIOTECHNOLOGIA.PL
 

Genetyczne podstawy nowotworzenia

DNA Choroby nowotworowe stanowią drugą, po chorobach serca, przyczynę zachorowań i zgonów na całym świecie. Wyniki opracowane przez Polską Unię Onkologiczną wskazują na tendencję wzrostową liczby zachorowań na nowotwory i rokują na utrzymanie się jej do roku co najmniej 2020.
Według współczesnej definicji nowotwór jest chorobą cyklu komórkowego i oznacza „nieprawidłową tkankę, która powstała z jednej komórki i rośnie jako następstwo zaburzeń dynamizmu i prawidłowego przebiegu cyklu komórkowego oraz zaburzeń różnicowania się komórki i komunikacji wewnątrzkomórkowej, międzykomórkowej i pozakomórkowej (między komórką a podścieliskiem – macierzą pozakomórkową) jej klonalnego potomstwa”. Nowotwór może zatem powstawać tylko z tkanki, której komórki zdolne są do podziału, do wejścia w cykl komórkowy. Wyniki badań nad transformacją nowotworową wykazały, że nowotwory powstają jako wynik wielu nielegalnych mutacji w DNA komórki somatycznej, które poprzez kumulację wywołują utratę kontroli nad proliferację, wzrostem i różnicowaniem.
Proces tworzenia nowotworu (karcynogeneza) jest wieloczynnikowy i wielostopniowy, a zmiany w nim nasilają się w miarę pogłębiania się niestabilności genetycznej. Transformacja nowotworowa następuje w wyniku zmian powstałych w obrębie czterech różnych kategoriach genów, które wpływają na proliferację i różnicowanie komórek: genach regulujących naprawę uszkodzonego DNA, supresorowych, protoonkogenach lub genach regulujących apoptozę. Mutacje w genach naprawy DNA podwyższają ryzyko utrwalenia się zmian w pozostałych grupach i dlatego mają podstawowe znaczenie dla integracji genomu.
Prootoonkogeny – geny prawidłowych komórek, które w odpowiedzi na działanie czynników mitogennych regulują przebieg replikacji DNA, proliferacji i różnicowania się komórek oraz biorą udział w przekazywaniu sygnałów międzykomórkowych, głównie podczas embriogenezy i w procesach gojenia. Znajdują się one w stanie spoczynku lub spełniają określone funkcje. Mogą być czynnikami wzrostu (np. PGDF – czynnik wzrostu fibroblastów), receptorami tych czynników, białkami przechwytującymi sygnały na wewnętrznej blaszce błony komórkowej lub białkami przekazującymi sygnały (np. przez kinazy białkowe lub serynowo – treoninowe) czy też czynnikami transkrypcyjnymi regulującymi proliferację (np. MYC zlokalizowany w jądrze). Aktywowana forma protoonkogenów to onkogeny komórkowe (onc, c-onc). Proces aktywacji lub zaburzenia ich ekspresji wywoływane są przez: mutacje punktowe, amplifikacje genów, translokacje chromosomowe, delecje lub poddanie protoonkogenu kontroli silnego promotora czy sekwencji wzmacniającej. Onkogeny kodują zmienione strukturalnie lub/i funkcjonalnie białka, czyli onkoproteiny majace podobne funkcje do funkcji produktów białkowych protoonkogenów. Jedną z podstawowych cech komórek nowotworowych jest zdolność do endogennej produkcji sygnałów mitogennych bez udziału zewnętrznych czynników wzrostu. Onkoproteiny mogą być wytwarzane w sposób konstytutywny i dlatego komórka ulega ciągłym podziałom, nie podlegając kontroli czynników regulujących wzrost i proliferację. Onkogeny na poziomie komórkowym mają charakter dominujący (do wywołania efektu wystarczy jeden allel). Przykładem zmiany w dominujących onkogenach nowotworów człowieka są mutacje genu RAS. Spotykane są w ok. 20% wszystkich zmian nowotworowych. Mutacja punktowa powoduje zmianę guanozyny (G) w tyminę (T) w ramce odczytu protoonkogenu H-RAS, wywołując tym samym powstanie onkogenu H-RAS. Jako wynik tej substytucji glicyna białka kodowanego przez protoonkogen ulega zastąpieniu przez walinę w białku kodowanym przez onkogen. Zmiana ta powoduje zablokowanie aktywności GTP-azowej białka RAS, przez co komórka pozostaje w stanie ciągłego pobudzenia do mitozy. Zapoczątkowany zostaje proces transformacji nowotworowej.
Geny supresorowe – w zależności od mechanizmu działania dzielimy je na dwie grupy:
1. geny „stróże genomu” (z ang. gatekeepers) hamują proces rozrostu guza poprzez hamowanie proliferacji komórkowej i/lub pobudzanie śmierci komórki na drodze apoptozy. Są one specyficzne tkankowo, co oznacza, że ich inaktywacja wywołuje określony typ nowotworu, np. wrodzone mutacje obu alleli RB1 czy APC wywołują odpowiednio nowotwór siatkówki i jelita grubego Mutacje w obrębie tych genów prowadzą do rozwoju zarówno form dziedzicznych (mutacja w linii komórek rozrodczych), jak i sporadycznych (mutacja w linii komórek somatycznych) nowotworów.
2. geny „opiekunowie genomu” (z ang. caretakers) kodują białak biorące udział w procesach naprawy DNA. Ich inaktywacja nie prowadzi bezpośrednio do transformacji nowotworowej, lecz jest przyczyną niestabilności genetycznej powodującej zwiększenie podatności na nowe mutacje.
Geny supresorowe działają na poziomie komórkowym jako geny recesywne. Oznacza to, że do utraty ich funkcji niezbędna jest inaktywacja obu alleli danego genu. Jednym z kluczowych genów supresorowych jest gen TP53. Białko P53 kontroluje transkrypcję innych genów, wpływa na apoptozę i syntezę DNA. Zwane jest „strażnikiem” lub „aniołem stróżem genomu”, gdyż uniemożliwia wejście w cykl komórkowy tym komórkom, które mają uszkodzony DNA. Unieczynnienie genu TP53 przez wrodzone lub somatyczne mutacje powoduje, że białko P53 nie wiąże się z DNA w odpowiednim miejscu, przez co nie dochodzi do indukcji apoptozy, nie zostają włączone też programy naprawy DNA. Zaburzenia DNA zostają przeniesione do komórek potomnych, wywołując transformację nowotworową. Mutacje w obrębie genu TP53 występują w więcej niż połowie nowotworów człowieka. Zmienione w ten sposób guzy są mało oporne na radio- i chemioterapię. Innym przykładem ważnego genu supresorowego jest gen RB, kodujący białko decydujące o wejściu komórki w cykl komórkowy. Jako forma aktywna uniemożliwia komórce przejście z fazy G do S. Inaktywacja pRB przez fosforylację umożliwia komórce na wejście w fazę S i M, w której to następuje defosforylacja i ponownie pRB staje się postacią aktywną. Na skutek mutacji genu RB lub genów kontrolujących fosforylację pRB komórka może w sposób swobodny i niekontrolowany wejść w cykl komórkowy.
Geny regulujące apoptozę – zahamowanie procesu apoptozy wydłuża okres przeżycia komórek, zwiększając tym samym liczebność populacji komórek narażonych na działanie karcynogenów i prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji w komórce. Przykładami genów hamujących apoptozę są BCL-2 czy BCL-XL, zaś proapoptycznych – BAX, BAD, BID. Oporność na apoptozę jest związana również z opornością na chemioterapię.
Geny regulujące naprawę DNA- mechanizmy szybkiej naprawy DNA zapobiegają przed mutacjami genów odpowiedzialnych m. in. za proliferację i różnicowanie się komórek. Geny biorące udział w naprawie DNA nie są onkogenne, natomiast mutacje w ich obrębie mogą ułatwić transformację nowotworową. Jeśli mutacje w tych genach są wrodzone mogą skutkować występowaniem predyspozycji do wystąpienia niektórych nowotworów, np. rak sutka u nosicieli mutacji w BRCA1. Mutacje w obu allelach genów naprawy DNA są powodem akumulacji błędów replikacyjnych podczas kolejnych podziałów, co prowadzi do niestabilności genomowej. Białko kodowane przez gen BRCA1 łączy się i współdziała z białkami zaangażowanymi w naprawdę DNA i regulującymi cykl komórkowy. Jego inaktywacja zwiększa podatność na występowanie nowotworów, bowiem dochodzi do nagromadzenia się zaburzeń cyklu komórkowego oraz chromosomowych, co może prowadzić do apoptozy lub transformacji nowotworowej.

Zmiany genetyczne w komórkach zachodzą pod wpływem działania czynników mutagennych (endo- lub/i egzogennych). Zaliczamy do nich:
• czynniki fizyczne – promieniowanie UV, kosmiczne
• czynniki chemiczne – substancje obecne w np. dymie papierosowym, spalinach samochodowych, azbest i niektóre metale ciężkie (nikiel, kadm, kobalt)
• czynniki biologiczne – zewnętrzne tj. wirusy, toksyny bakteryjne i pasożytnicze oraz wewnętrzne – błędy podczas replikacji czy pośrednie produkty przemiany materii tj. hormony i wolne rodniki

Proces tworzenia nowotworów jest zazwyczaj długotrwały i możemy go podzielić na cztery zasadnicze etapy:
1. preinicjacja – czas narażania się na działanie czynnika kancerogennego, może trwać nawet całe życie
2. inicjacja – następuje w momencie wystąpienia pierwszej, krytycznej mutacji, która ma charakter nieodwracalny i jest przekazywana kolejnym pokoleniom komórek. Powstaje klon, którego komórki charakteryzują się podwyższoną wrażliwością na endo- i egzogenne czynniki mutagenne lub/i mitogenne.
3. promocja – etap klonalnej ekspansji zainicjowanej komórki, poprzez kumulację zmian genetycznych np. chromosomowych tj. abberacje strukturalne (delecje, duplikacje, translokacje, inwersje) i liczbowe (poliploidie, aneuploidie), molekularnych (mutacje w genach o wysokiej i niskiej penetracji) oraz epigenetycznych (zmiana ekspresji różnych genów). Może trwać kilka lat. W wyniku nadmiernych mutacji większość z powstałych klonów ginie lub są one eliminowane przez system immunologiczny gospodarza. Te, które przeżywają, nabywają większej autonomii wzrostu, szybciej proliferują i stają się nieśmiertelne.
4. progresja – etap złożony, w którym następuje nowotworowa inwazja sąsiadujących tkanek oraz powstawanie przerzutów w narządach odległych. Mutacje zachodzące na tym etapie wywołują destabilizację cytoszkieletu i utratę zdolności adhezji do sąsiednich komórek. Dochodzi do oderwania się komórki nowotworowej od masy guza, migracja naczyniami krwionośnymi i przyleganie do elementów macierzy komórkowej i zewnątrzkomórkowej organów docelowych, lokalna proteoliza białek macierzowych i proliferacja komórkowa, dająca jako wynik wtórne ognisko nowotworowe.

Stwierdzenie, że u podstaw procesu nowotworzenia leżą zmiany genetyczne oraz samo odkrycie genów podatności na raka umożliwiło wprowadzenie do praktyki klinicznej badań mających na celu potwierdzenie lub wykluczenie mutacji oraz poradnictwa genetycznego w rodzinach obciążonych. Poradnictwo takie powinno skupiać się na dwóch ważnych elementach: ocenie ryzyka wystąpienia choroby nowotworowej łącznie z sugestiami co do postępowania i trybu życia mającego obniżyć ryzyko wystąpienia raka oraz opracowanie procedur medycznych ukierunkowanych na wczesne wykrycie raka. Ocena ryzyka oparta jest najczęściej na analizie rodowodu. Procedury medyczne obejmują regularne badania radiologiczne, endoskopowe, ultrasonograficzne, badania fizykalne oraz testy laboratoryjne. Ważne jest opracowanie indywidualnego toku postępowania diagnostycznego w każdym przypadku.


Autor: Karolina Podsiadły


Literatura:
1. Domagała W.: Molekularne podstawy karcynogenezy i ścieżki sygnałowe niektórych nowotworów ośrodkowego układu nerwowego. Polski Przegląd Neurologiczny 2007, tom 3: 127-141
2. Janik-Papis K., Błasiak J.: Molekularne wyznaczniki raka piersi. Inicjacja i promocja – część I. Nowotwory Journal of Oncology 2010, 60 (3): 236-247
3. Janik-Papis K., Błasiak J.: Molekularne wyznaczniki raka piersi. Progresja i nowi kandydaci – część II. Nowotwory Journal of Oncology 2010, 60 (4): 341-350
4. Kozłowska J., Łaczmańska I.: Niestabilność genetyczna – jej znaczenie w procesie powstawania nowotworów oraz diagnostyka laboratoryjna. Nowotwory Journal of Oncology 2010, 60 (6): 548-553


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

168 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Patronat

Wydarzenie: V edycja akcji „Od laika do przyrodnika” 24 lutego -16 czerwca 2017 r., Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Konferencja: IV Lubelska Konferencja Młodych Naukowców, 26-27 Maja 2017, Lublin

Konferencja: VI Międzynarodowa Konferencja Biofizyków, 19-21 Maja 2017, Kraków

Konkurs na projekt badawczy Naukowej Fundacji Polpharmy, 1 marca- 31 maja 2017, Warszawa

Konferencja: VI Międzyuczelniane Sympozjum Biotechnologiczne SYMBIOZA, 26-28 Maja 2017, Warszawa

Konferencja: Chemia dla Urody i Zdrowia
8-10 czerwca 2017, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Wydarzenie: Metagenomy różnych środowisk, 29-30 czerwca 2017, Lublin

Wydarzenie: EUROBIOTECH 6th Central European Congress of Life Science
11 - 14 Września 2017, Kraków

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u