Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Химический канцерогенез



Информационно-дидактический блок

Опухоль-генетическая болезнь, при которой идет неконтролируемая клеточная пролиферация. Опухоли делятся на 2 группы:

1) доброкачественные или локальные, которые не прорастают в соседние ткани.

2) злокачественные - разрастаются в определенных тканях, могут перемещяться в другие ткани, что ведет к вторичным опухолям-метастазам.

Известно более 100 видов рака, из них более 50% составляют: рак легкого, молочной железы, толстой и прямой кишки, простаты, матки и яичников. Рак как причина смертности занимает 2 место после сердечнососудистых заболеваний.

Рак (cancer-лат) - генетическая болезнь, связанная с потерей, или повреждением, или активацией, или поступлением извне определенных генов. Ген-участок ДНК, кодируюший определенный блок. Последовательность из 3-х нуклеотидов(всего их 4-АМФ, ГМФ, ЦМФ, ТМФ) кодирует ту или иную аминокислоту. Последовательность аминокислот в белке определяет его 3-х мерную структуру и его функции. Таким образом, между структурой ДНК(ген) и ее продукта-белка-есть прямая связь. Известно большое количество генов, мутации в которых ведут к превращению здоровой клетки в опухолевую-это онкогены и гены супрессоры опухолей. (ГСО) Такие гены называются проонкогенами. Проонкогены содержат информацию о белке, регулирующим нормальную пролиферацию клеток, в результате изменения своей структуры они способны превращаться в онкогены. Онкоген-это ген, экспрессия которого ведет к неконтролируемой пролиферации, т.е. развитие опухоли. Чтобы проонкоген превратился онкоген, необходимы определенные изменения в его регуляторной или структурной части. Есть несколько путей активации онкогена. Один из путей активации онкогена - структурная мутация, то есть изменение структуры гена, например замена нуклеотида в ДНК, ведущая к замене аминокислоты в белковой цепи и к изменению функции белка. Другой путь - это усиление активности онкогена, то есть усиление синтеза матричных РНК на матрице ДНК и в итоге усиление синтеза белкового продукта онкогена и его накопление в клетке. Активация онкогена может быть результатом увеличения числа копий данного гена в геноме или следствием такой перестройки генома, когда рядом с потенциальным онкогеном появляется новый регуляторный элемент, обеспечивающий его более активную транскрипцию, то есть синтез матричной РНК. Есть и другие способы активации онкогена. Число известных онкогенов непрерывно растет и уже перевалило за 100.Вскоре после открытия первых онкогенов появились сообщения о существовании генов, утрата или подавление активности которых также приводит к развитию опухолей. Иными словами, белковые продукты этих генов необходимы для того, чтобы не дать клетке превратиться в раковую. Эти гены были названы антионкогенами или генами-супрессорами опухолей (ГСО). Число известных ГСО тоже быстро растет, хотя и уступает числу открытых онкогенов. Итак, есть гены, белковые продукты которых помогают нормальной клетке превратиться в раковую, и гены, белковые продукты которых этому препятствуют. Возникает центральный вопрос, какова природа белковых продуктов онкогенов и ГСО. Оказалось, что она чрезвычайно разнообразна. У человека наиболее изучены причины рака, такие как радиация, химические канцерогены, вирусы. Канцерогены - это агенты, стимулирующие возникновение злокачественных опухолей. Они могут образовываться из проканцерогенов, большинство из них в печени не взаимодействует с генетическим аппаратом клетки, но после различной метаболической модификации они превращаются в канцерогены. Последние способны реагировать с нуклеиновыми кислотами и белками, что нарушает процессы регуляции клетки и приводит к росту опухолей. Превращение нормальной клетки в опухолевую называется трансформацией.

Трансформация клеток с повреждением ДНК под действием канцерогенов называется химическим канцерогенезом. Канцерогенным действием обладает огромное количество различных по химическому строению веществ. Если клетка не делится (состояние покоя) азотистые основания ДНК ядра защищены от действия повреждающих агентов. В делящейся в клетке в процессе репликации полинуклеотидные цепи становятся очень чувствительны к канцерогенам. В этом случае клетки повреждаются и судьба их различна:

1. Модифицированная канцерогеном ДНК подвергается репарации, т.е. восстановлению поврежденного участка и клетка вновь становится нормальной

2. Модифицированная ДНК мутирует. В этом случае либо поврежденная клетка подвергается апоптозу (т.е. уничтожается) либо она трансформируется, что ведет к раку.

канцероген модификация ДНК мутация

репарация апоптоз трансформация

 

норма уничтожение поврежденной клетки рак

Апоптоз - программированная смерть, т.е. уничтожение ненужных организму клеток, в них разрушаются клеточные структуры, в том числе хромосомы, клетка гибнет. Этот механизм устраняет различные мутантные клетки и в том числе преобредщие черты раковых. Они сами себя убивают. Как и другие перечисленные процессы, апоптоз определяется большим числом белков. На гене р-53 синтезируется белок, включающий апоптоз. Этот белок включает апоптоз не только если в ДНК появляются повреждения, но и во многих других случаях. Р-53 – ген супрессор опухолеобразования. Наряду с белками, включающими апоптоз, есть белки, препятствующие апоптозу, и между теми и другими существует тонкий баланс. Апоптоз выступает в роли мощного защитника от превращения нормальной клетки в раковую. Гены, способствующие апоптозу, относятся к ГСО, а гены, ему препятствующие - к онкогенам.Поломка процесса апоптоза резко облегчает клетке превращение в раковую. В неспособных к апоптозу клетках легко будут накапливаться различные повреждения ДНК, ведущие к появлению мутаций. Среди этих мутаций будут встречаться мутации, активирующие онкогены и подавляющие ГСО. Клетки с такими мутациями приобретут преимущества в отношении роста и размножения перед своими собратьями и начнут разрастаться.Когда ген р53 выведен из строя, клетки с поврежденной ДНК (мутантные клетки) перестают выбраковываться и в них происходит накопление новых мутаций, которые могут затрагивать ГСО и онкогены. Поэтому повреждение р53 резко ускоряет аккумуляцию других изменений и дефект р53 наблюдается в опухолях очень часто. С мутацией гена р-53 связано около 50% всех типов опухолей человека.

Еще один активатор онкогенов-теломераза-фермент, ген которого позволяет опухолевым клеткам приобретать бессмертие. На концах хромосом расположены особым образом устроенные отрезки ДНК или теломеры. При каждом делении длина теломера уменьшается. Когда их длина падает до критической величины, начинаются слипание концов хромосом, дезорганизация генома и гибель клеток. Поэтому если посеять на чашках клетки человека, то они примерно через 50 делений погибают - иными словами, в культуре клеток существует предел для размножения клеток, зависящий от утраты теломеров. Нормальные клетки человека и других животных в культуре смертны. Клетки организма делятся до образования контактов с соседними клетками, затем деление останавливается: это контактное торможение. Исключение составляют: эмбриональные клетки, клетки эпителия кишечника, клетки костного мозга и опухолевые клетки. У этих клеток потеря тепломеров не происходит благодаря тому, что в них есть фермент теломераза, восстанавливающий исходные размеры теломеров. В более зрелых клетках, из которых обычно происходят опухолевые клетки, теломераза утрачивается, ген для нее сохраняется, но он молчит.Большинство опухолевых клеток в культуре клеток не погибает, а продолжает расти в течение бесконечно длительного времени, пока им предоставляется свежая среда. Они становятся бессмертными. Одновременно эти клетки содержат активный фермент теломеразу, то есть в них ген теломеразы работает. Следовательно, ген теломеразы выступает в роли еще одного онкогена, позволяющего опухолевым клеткам благодаря его активации приобретать бессмертие.

По своему происхождению химические вещества, вызывающие опухоли делятся на 2 группы: экзогенные и эндогенные.

Экзогенные канцерогены находятся во внешней среде, а эндогенные- образуются в самом организме.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.