Wie beeinflussen mutierte Tumorsuppressorgene den Zellzyklus?

Der Zellzyklus ist eine Reihe von Ereignissen, die in einer Zelle auftreten und letztendlich zu einer Unterteilung in zwei Tochterzellen führen. Der Fortschritt des Zellzyklus wird durch Zellzyklus-Kontrollpunkte (Cps) überwacht und reguliert. Die drei kritischsten Kontrollpunkte sind G₁ Kontrollpunkt, G₂ Kontrollpunkt und mitotischer Kontrollpunkt. Tumorsuppressorgene (TSGs) und Protoonkogene sind zwei Arten von Genen, die an der Regulation des Zellzyklus beteiligt sind. Tumorsuppressorgene produzieren Proteine, die den Zellzyklus negativ regulieren, während Protoonkogene den Zellzyklus positiv regulieren.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Tumorsuppressor-Gene?
     - Definition, Funktion, Typen
2. Wie beeinflussen mutierte Tumorsuppressorgene den Zellzyklus?
     - Rolle von Tumorsuppressor-Genen im Zellzyklus

Schlüsselbegriffe: Zellzyklus, DNA-Schaden, Tumorsuppressor-Gene, unkontrollierte Zellproliferation

Was sind Tumorsuppressor-Gene?

Tumorsuppressorgene beziehen sich auf jede Klasse von Genen, die die ungehemmte Zellteilung hemmen und bei Aktivierung durch Mutation eine maligne Zellproliferation verursachen. Daher besteht die Hauptfunktion der Tumorsuppressorgene darin, die Zellteilung zu verlangsamen. Darüber hinaus sind Tumorsuppressorgene an der Reparatur von DNA-Schäden beteiligt oder verursachen den programmierten Zelltod (Apoptose). Einige Tumorsuppressorgene und ihre Funktionen sind in gezeigt Tabelle 1.

Tumorsuppressor-Gene

Tumorsuppressor-Gen	Funktion	Art der Tumoren
TP53	Zellzyklusregulierung, Apoptose	Hirntumoren, Leukämie, Brustkrebs, Sarkome
RB1	Zellzyklusregulierung	Retinoblastom, osteogenes Sarkom
WT1	Regulierung der Transkription	Pädiatrischer Nierenkrebs, häufigste Form eines soliden Tumors in der Kindheit
NF1	Katalyse der RAS-Aktivierung	Neurofibrome, Sarkome, Gliome
NF2	Verknüpfung der Zellmembran mit dem Aktin-Zytoskelett	Schwann-Zelltumoren, Astrozytome, Meningeome, Ependymome
APC	Signalisierung durch Adhäsionsmoleküle zum Kern	Darmkrebs
BRC1 und BRC2	Transkriptionsregulierung und DNA-Reparatur	Brust- und Eierstockkrebs

Wie beeinflussen mutierte Tumorsuppressorgene den Zellzyklus?

Die kollektivste Funktion der meisten gut bekannten Tumorsuppressorgene wie p53, Rb und p21 besteht darin, das Fortschreiten des Zellzyklus zu hemmen, bis bestimmte Ereignisse abgeschlossen sind. Daher ist die Funktion der Tumorsuppressorgene wie die der Bremsen in einem Fahrzeug. Die mutierte Form von Tumorsuppressorgenen führt zur Bildung von malignen Zellen, die eine unkontrollierte Zellproliferation besitzen.

Das p53-Gen spielt eine wichtige Rolle im G₁ Prüfpunkt, wenn die Zelle von G in die S-Phase eintritt₁ Phase. Daher kann das mutierte p53-Gen den Zellzyklus am G nicht mehr aufhalten₁ Kontrollpunkt. Die beschädigte DNA kann auch nicht repariert werden. Wenn das p53-Gen funktionsfähig ist, können die Zellen mit beschädigter DNA Apoptose unterliegen. Die Funktion sowohl des normalen als auch des mutierten p53-Gens ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Normales und Mutiertes p53

Das mutierte p53 kann auch nicht die Produktion von p21-Proteinen auslösen. Zur effektiven Blockierung der CDK-Aktivierung sind ausreichende p21-Spiegel erforderlich. Die CDKs (Cyclin-abhängigen Kinasen) sind die verzögerten Antwortgene der G1-Phase. Letztendlich können die Tochterzellen auch p53-Gene mutiert haben. Diese nicht-funktionalen Tumorsuppressorgene verursachen eine unkontrollierte Zellproliferation, die die Tochterzellpopulation in ein malignes Stadium bringt. Im Allgemeinen verursachen mutierte p53-Gene mehr als die Hälfte der Krebserkrankungen. Das erste identifizierte Tumorsuppressor-Gen beim Menschen ist das Rb. Es verursacht Tumore im Auge, das als Retinoblastom bezeichnet wird.

Fazit

Tumorsuppressorgene sind eine Klasse von Genen, die Proteine ​​produzieren, die den Zellzyklus negativ regulieren. Da die Hauptfunktion von Tumorsuppressorgenen darin besteht, den Zellzyklus zu kontrollieren und DNA-Schäden zu reparieren, verursachen die mutierten Formen von Tumorsuppressorgenen eine unkontrollierte Zellproliferation.

Referenz:

1. "Tumorsuppressor-Gene und -Aktivitäten". Tumorsuppressoren, hier erhältlich.
2. Velez, Ana Maria Abreu und Michael S. Howard. "Tumorsuppressor-Gene, Kontrollpunkte für den Zellzyklus und die Haut." North American Journal of Medical Sciences von Medknow Publications & Media Pvt Ltd, Mai 2015, erhältlich hier.

Bildhöflichkeit:

1. "Abbildung 10 04 01" von CNX OpenStax - (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia