Krebsmutationen sind eine schädliche Veränderung der DNA, die zu einem Kontrollverlust über die Zellteilung führt. Infolge einer solchen Schädigung des genetischen Materials vermehren sich die Zellen übermäßig und differenzieren sich nicht. Sie verlieren auch die Fähigkeit, wie geplant zu sterben. Aufgrund dieser Schädigung wachsen Gewebe aus mutierten Zellen übermäßig - so entstehen Krebstumoren.
Inhaltsverzeichnis
- Was ist der Zellzyklus?
- Wie wirken sich Mutationen auf den Verlauf des Zellzyklus aus?
- Was sind Anti-Onkogene?
- Was sind Protoonkogene?
- Welche Faktoren können die Onkogenese auslösen?
- Führt jede Krebsmutation zu Krebs?
- Wann führen neoplastische Mutationen zu neoplastischen Läsionen?
- Erbliche Tumormutationen
Eine Krebsmutation führt zum Verlust der Mechanismen, die die übermäßige Vermehrung von Zellen blockieren. Der Prozess des geplanten Zelltods, d. H. Apoptose, ist ebenfalls beschädigt. Es sollte beachtet werden, dass nicht jede DNA-Mutation eine Krebsmutation ist. Damit der Schaden, der zum Tumor führt, auftritt, muss die Veränderung in den Genen liegen, die den Zellzyklus steuern.
Was ist der Zellzyklus?
Der Zellzyklus ist eine Reihe von Prozessen, die zur Zellteilung führen. Grundsätzlich kann es in Interphase und Division unterteilt werden. Die Interphase dient dem Wachstum, der Synthese von DNA und der Akkumulation von Substanzen durch die Zelle. Die korrekte Teilung einer somatischen Zelle, d. H. Einer Zelle, die den Körper aufbaut, führt zur Bildung von zwei genetisch identischen Zellen.
Der Zyklus wird durch spezielle Proteine gesteuert, die zu den Gruppen der Cycline und Kinasen gehören. Diese Substanzen sind dafür verantwortlich, den Übergang zur nächsten Phase des Zyklus und den Beginn der Teilung zu kommunizieren. Diese Nachricht kann vom Zellkern oder von außen kommen, von anderen Geweben im Körper.
Im Körper befinden sich die meisten Zellen im G0-Modus oder in der Ruhephase. Der Teilungszyklus tritt auf, wenn sie das entsprechende Stimulationssignal empfangen.
Wie wirken sich Mutationen auf den Verlauf des Zellzyklus aus?
Wenn die Gene, die die Informationen enthalten, die zur Synthese von Proteinen benötigt werden, die den Zellzyklus steuern, beschädigt sind, kann sich die Zelle unkontrolliert teilen. Diese Veränderung wird als Krebsmutation bezeichnet. Folglich ist die Zelle unempfindlich gegenüber Signalen, die erfordern, dass sie sich nicht mehr teilt.
Gene, die für die Kontrolle des Zellzyklus verantwortlich sind und Mutationen durchlaufen, können in Protoonkogene und Anti-Onkogene unterteilt werden.
Was sind Anti-Onkogene?
Anti-Onkogene sind Gene, die für die Hemmung der Zellteilung verantwortlich sind. Ein anderer Name für sie ist Suppressorgene. Diese Kategorie umfasst unter anderem:
- Das TP53-Gen - "Hüter des Genoms" - ist an der Initiierung des programmierten Todes beschädigter Zellen beteiligt. Eine Mutation dieses Gens tritt bei 50% der neoplastischen Läsionen auf
- RB1 - Netzhautkrebs ist häufig mit einer Schädigung dieses Gens verbunden
- BRCA1-Mutationen in diesem Gen können Brustkrebs verursachen
- BRCA2 - Brustkrebs und Eierstockkrebs können mit einer Mutation dieses Gens assoziiert sein
- Die APC-Genmutation kann Darmkrebs verursachen
Die von diesen Genen kodierten Proteine schützen vor der Entstehung von Krebs. Anti-Onkogene sind auch an der DNA-Reparatur und Kontrolle der Entwicklung des Nervensystems beteiligt. Sie steuern das Fortschreiten der Zelle zu den nächsten Phasen des Zyklus.
Wenn die DNA beschädigt ist, blockieren die von den Anti-Onkogenen kodierten Proteine den Übergang zur nächsten Phase des Teilungsprozesses. Dies macht sie zu den Schutzgenen, die die DNA-Stabilität der Körperzellen schützen.
Wenn es eine Mutation gibt, dh eine Änderung der in Anti-Onkogenen enthaltenen Informationen, wird die Zellteilung nicht gehemmt. Infolgedessen werden Zellen mit beschädigter DNA weiter geteilt. Dies bedeutet eine unkontrollierte Vermehrung trotz ihrer Fehlerhaftigkeit. Dies ist ein Weg zur Bildung neoplastischer Veränderungen.
Was sind Protoonkogene?
Ein Protoonkogen ist ein Gen in einer gesunden Zelle, das sich durch eine Mutation in ein Krebsgen verwandeln kann. Wir nennen dieses beschädigte Gen ein Onkogen. Diese Gruppe umfasst Gene:
- SIS
- HST
- RET
- erb A.
- N-myc
- Graben
- Abel
- H-RAS
Protonkogene erfüllen in einer gesunden Zelle zahlreiche Funktionen. Diese Gruppe umfasst Gene, die für die Synthese des Wachstumsfaktors, des Rezeptors und der regulatorischen Proteine benötigt werden. Ihre Aufgabe ist es, die Zellteilung zu initiieren und zu steuern. Sie sind auch am Prozess der Apoptose beteiligt.
Die Umwandlung eines Protoonkogens in ein Onkogen ist häufig mit einer chromosomalen Mutation verbunden. Dies bedeutet beispielsweise, ein Fragment eines Chromosoms auf ein anderes zu übertragen oder ein Fragment des darauf enthaltenen Inhalts zu duplizieren. Ein Beispiel ist das Philadelphia-Chromosom, das bei 90% der Patienten mit chronischer myeloischer Leukämie gefunden wird.
Der Prozess der Umwandlung eines Protoonkogens in ein Onkogen wird als Onkogenese bezeichnet. Antitykogene sind Gene, die diesen Prozess hemmen.
Welche Faktoren können die Onkogenese auslösen?
Die Onkogenese kann durch eine Chromosomen- oder Punktmutation verursacht werden, d. H. Eine, die ein einzelnes Gen beeinflusst. Eine solche Änderung kann auch aus dem Einbau der DNA eines onkogenen Virus in die Zelle resultieren.
Faktoren, die die Onkogenese verursachen, können in chemische, physikalische und biologische Faktoren unterteilt werden.
- Chemische Faktoren, die Onkogenese verursachen
Chemische Mittel sind verschiedene Arten von Substanzen mit mutagenen Eigenschaften. Diese Substanzen sind als Karzinogene bekannt. Sie sind in zwei Gruppen unterteilt: Initiatoren und Promotoren der Karzinogenese. Promotoren umfassen endogene Substanzen, die die Entwicklung neoplastischer Veränderungen stimulieren, wie Östrogene oder Zytokine.
Initiatoren sind Substanzen, die Mutationen in der DNA verursachen, die zu einer Krebsläsion führen. Beispiele für Substanzen sind:
- Arsen
- Asbest
- Benzol
- Nickel
- Alkohol
- Alkylierungsmittel
- Aflatoxin - eine giftige Substanz, die durch Schimmelpilze erzeugt wird
- Produkte aus der Verbrennung von Tabak
- Dioxine
- Radikale
- Physikalische Karzinogene
Diese Kategorie von Faktoren umfasst ionisierende Strahlung und UV-Strahlung.
- Biologische Karzinogene
Onkogene Viren werden als biologische Karzinogene eingestuft. Alle Viren vermehren sich, indem sie ihre DNA in das genetische Material des Wirts einbringen. Einige von ihnen führen damit Gene ein, die ein unkontrolliertes Wachstum und eine Vermehrung der infizierten Zelle verursachen. Auf diese Weise führen sie zur Bildung einer neoplastischen Läsion. Es wird geschätzt, dass 15% der malignen Tumoren beim Menschen durch Tumormutationen verursacht werden, die durch die Wirkung von Onkoviren verursacht werden.
Ein Beispiel für ein onkogenes Virus ist HPV, das das Risiko für die Entwicklung von Gebärmutterhalskrebs erhöht. Zum Schutz gegen dieses Karzinogen ist jetzt ein Impfstoff gegen HPV erhältlich.
Andere Onkoviren:
- HHV -8 - Herpesvirus 8 (Kaposi-Sarkom-Virus)
- HBV - Hepatitis B-Virus
- HCV - Hepatitis C Virus
- EBV - Epstein-Barr-Virus
Führt jede Krebsmutation zu Krebs?
Änderungen an der DNA treten ziemlich häufig auf. Sie entstehen spontan oder durch die Wirkung krebserregender Faktoren. Der größte Teil des Schadens wird durch intrazelluläre Reparaturmechanismen beseitigt.
Wenn die Veränderungen zu schwerwiegend sind, wird die Zelle auf Apoptose, dh programmierten Selbstmordtod, gerichtet. Der Zweck dieses Prozesses ist es, defekte Zellen zu entfernen. Wenn dieser Mechanismus nicht funktioniert, entwickelt sich der neoplastische Prozess.
Wann führen neoplastische Mutationen zu neoplastischen Läsionen?
Wenn eine Mutation Gene betrifft, die für Proteine kodieren, die für die DNA-Reparatur und die Genomstabilität verantwortlich sind, treten im genetischen Material viele neue Schäden auf. In einer solchen Situation treten viele verschiedene Tumormutationen auf.
In einer solchen veränderten Zelle sind die Mechanismen, die den Teilungszyklus steuern, sowie der Mechanismus des programmierten Todes beeinträchtigt. Die Instabilität des Genoms nimmt mit aufeinanderfolgenden Mutationen zu, was bedeutet, dass neue Läsionen schneller auftreten.
Die Situation führt zum Verlust der Homöostase sowie zum Erwerb der Merkmale des neoplastischen Phänotyps. Dies bedeutet, dass beschädigte Zellen anders aussehen als gesunde Zellen und keine physiologischen Funktionen mehr im Körper ausführen.
Neoplasmen sind Multi-Gen-Erkrankungen. Dies bedeutet, dass eine einzelne Mutation keine direkte neoplastische Veränderung verursacht. Pathologische Prozesse in Zellen und Geweben finden statt, wenn infolge einer initiierenden Mutation nachfolgende Mutationen auftreten, die zusammen zu einem Kontrollverlust über die Vermehrung und dem programmierten Tod führen.
Erbliche Tumormutationen
Es wird geschätzt, dass 5-10% aller Krebsfälle mit einer vererbten genetischen Veranlagung verbunden sind. Dies liegt daran, dass Mutationen über Generationen hinweg weitergegeben werden können. Ein defektes Gen erhöht nur die Wahrscheinlichkeit, an der Krankheit zu erkranken, da Krebserkrankungen Multigenerkrankungen sind.
Ein Beispiel ist das beschädigte BRCA1-Gen, das das Risiko für die Entwicklung von Brustkrebs erhöht.
Ein weiteres Beispiel ist das abnormale RB, das mit einem Retinoblastom assoziiert ist. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es sich um eine erbliche Form von Krebs handelt.
Krebs verursacht viele überlappende Mutationen, nicht ein beschädigtes Gen.
Literatur
- Radzisław Kordek (Hrsg.): Onkologie. Ein Lehrbuch für Studenten und Ärzte. Danzig: VIA MEDICA, 2007.
- Scheffner et al. (1990). Das von den humanen Papillomavirus-Typen 16 und 18 codierte E6-Onkoprotein fördert den Abbau s. 53. Cell 63: 1129-1136., Online-Zugang
- Przemysław Kopczyński, Maciej R. Krawczyński, "Die Rolle von Onkogenen und Tumorsuppressionsgenen bei der Onkogenese" Nowiny Lekarskie 2012, 81, 6, 679–681, Online-Zugang
- "Molekularbiologie von Krebs" Janusz A. Siedlecki, Grundlagen der Klinischen Onkologie
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