معلومة

16.7: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء

16.7: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لكي تتحرك الخلايا خلال كل مرحلة من مراحل دورة الخلية ، يجب أن تمر الخلية عبر نقاط التفتيش. هذا يضمن أن الخلية قد أكملت الخطوة بشكل صحيح ولم تصادف أي طفرة من شأنها تغيير وظيفتها. تتحكم العديد من البروتينات ، بما في ذلك cyclin B ، في نقاط التفتيش هذه. إن فسفرة cyclin B ، حدث ما بعد متعدية ، يغير وظيفته. نتيجة لذلك ، يمكن للخلايا أن تتقدم خلال دورة الخلية دون عوائق ، حتى لو كانت الطفرات موجودة في الخلية ويجب إنهاء نموها. يمنع هذا التغيير اللاحق لـ cyclin B من التحكم في دورة الخلية ويساهم في تطور السرطان.


16.7: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء

السرطان ، وهو مرض تغير التعبير الجيني ، هو نتيجة طفرات جينية أو تغيرات جذرية في تنظيم الجينات.

أهداف التعلم

صف كيف يحدث السرطان بسبب نمو الخلايا غير المنضبط

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • ينتج السرطان عن جين لا يتم التعبير عنه عادة في الخلية ، ولكن يتم تشغيله والتعبير عنه بمستويات عالية بسبب الطفرات أو التغيرات في تنظيم الجينات.
  • لوحظت جميع التعديلات في أستلة الهيستون ، وتفعيل عوامل النسخ ، وزيادة استقرار الحمض النووي الريبي ، وزيادة التحكم في الترجمة ، وتعديل البروتين في الخلايا السرطانية.
  • تعمل الجينات الكابتة للورم ، النشطة في الخلايا الطبيعية ، على منع نمو الخلايا غير المنضبط.
  • يمكن أن تصبح الجينات الورمية الأولية ، وهي منظمات إيجابية لدورة الخلية ، جينات مسرطنة وتسبب السرطان عند حدوث طفرة.

الشروط الاساسية

  • الورم: أي جين يساهم في تحويل الخلية الطبيعية إلى خلية سرطانية عند حدوث طفرة أو التعبير عنها عند مستويات عالية
  • بروتو أونكوجين: جين يعزز تخصص الخلايا الطبيعية وتقسيمها بحيث يصبح أحد الجينات الورمية التالية للطفرة
  • سرطان: مرض تتكاثر فيه خلايا النسيج بشكل غير منضبط (وسريع في كثير من الأحيان)

السرطان: مرض تغير التعبير الجيني

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. هناك العديد من البروتينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها (تنشيط الجينات أو إسكات الجينات) التي تغير بشكل كبير النشاط الكلي للخلية. يمكن تشغيل الجين الذي لا يتم التعبير عنه عادة في تلك الخلية والتعبير عنه بمستويات عالية. يمكن أن يكون هذا نتيجة لطفرة جينية أو تغييرات في تنظيم الجينات (الوراثة اللاجينية ، النسخ ، النسخ اللاحق ، الترجمة ، أو الترجمة اللاحقة).

يمكن الكشف عن التغيرات في تنظيم الوراثة اللاجينية ، والنسخ ، واستقرار الحمض النووي الريبي ، وترجمة البروتين ، والتحكم اللاحق في السرطان. في حين أن هذه التغييرات لا تحدث في وقت واحد في سرطان واحد ، يمكن اكتشاف التغييرات في كل من هذه المستويات عند مراقبة السرطان في مواقع مختلفة لدى أفراد مختلفين. لذلك ، يمكن اكتشاف التغييرات في أستلة الهيستون (التعديل اللاجيني الذي يؤدي إلى إسكات الجينات) ، وتفعيل عوامل النسخ عن طريق الفسفرة ، وزيادة استقرار الحمض النووي الريبي ، وزيادة التحكم في الترجمة ، وتعديل البروتين في مرحلة ما في خلايا سرطانية مختلفة. يعمل العلماء على فهم التغييرات الشائعة التي تؤدي إلى ظهور أنواع معينة من السرطان أو كيف يمكن استغلال تعديل لتدمير خلية الورم.

الجينات الكابتة للورم والجينات المسرطنة والسرطان

في الخلايا الطبيعية ، تعمل بعض الجينات على منع نمو الخلايا الزائد وغير المناسب. هذه هي الجينات الكابتة للورم ، والتي تنشط في الخلايا الطبيعية لمنع نمو الخلايا غير المنضبط. هناك العديد من الجينات الكابتة للورم في الخلايا ، ولكن أكثر الجينات التي تمت دراستها هو p53 ، والذي تحور في أكثر من 50 بالمائة من جميع أنواع السرطان. يعمل البروتين p53 نفسه كعامل نسخ. يمكن أن يرتبط بالمواقع في مروجي الجينات لبدء النسخ. لذلك ، فإن تحور البروتين p53 في السرطان سيغير بشكل كبير من نشاط نسخ الجينات المستهدفة.

نوع آخر من الجينات التي غالبًا ما يتم تحريرها في السرطانات هي الجينات المسرطنة الأولية التي تعتبر منظمات إيجابية لدورة الخلية. عند حدوث طفرة ، يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة وتسبب السرطان. يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن الجين الورمي إلى نمو الخلايا غير المنضبط لأن الجينات الورمية يمكن أن تغير نشاط النسخ أو الاستقرار أو ترجمة البروتين لجين آخر يتحكم بشكل مباشر أو غير مباشر في نمو الخلايا. مثال على أحد الجينات الورمية المشاركة في السرطان هو بروتين يسمى myc. Myc هو عامل نسخ يتم تنشيطه بشكل شاذ في سرطان الغدد الليمفاوية Burkett & # 8217s ، وهو سرطان يصيب الجهاز الليمفاوي. يحول الإفراط في التعبير عن الفطريات الفطرية الخلايا البائية الطبيعية إلى خلايا سرطانية تستمر في النمو دون حسيب ولا رقيب. يمكن أن يؤدي ارتفاع عدد خلايا B إلى أورام يمكن أن تتداخل مع وظائف الجسم الطبيعية. يمكن للمرضى الذين يعانون من سرطان الغدد الليمفاوية Burkett & # 8217s أن يصابوا بأورام على فكهم أو في أفواههم والتي تتداخل مع القدرة على تناول الطعام.

يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة: عند حدوث طفرة ، يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة وتسبب السرطان بسبب نمو الخلايا غير المنضبط.


الجينات الكابتة للورم والجينات المسرطنة والسرطان

في الخلايا الطبيعية ، تعمل بعض الجينات على منع نمو الخلايا الزائد وغير المناسب. هذه هي الجينات الكابتة للورم ، والتي تنشط في الخلايا الطبيعية لمنع نمو الخلايا غير المنضبط. هناك العديد من الجينات الكابتة للورم في الخلايا. أكثر الجينات الكابتة للورم التي تم دراستها هي p53 ، والتي تحور في أكثر من 50 في المائة من جميع أنواع السرطان. يعمل البروتين p53 نفسه كعامل نسخ. يمكن أن يرتبط بالمواقع في مروجي الجينات لبدء النسخ. لذلك ، فإن تحور البروتين p53 في السرطان سيغير بشكل كبير من نشاط نسخ الجينات المستهدفة.

ارتباط بالتعلم

شاهد هذه الرسوم المتحركة لمعرفة المزيد عن استخدام p53 في مكافحة السرطان.

الجينات الورمية الأولية هي منظمات إيجابية لدورة الخلية. عند حدوث طفرة ، يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة وتسبب السرطان. يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن الجين الورمي إلى نمو الخلايا غير المنضبط. وذلك لأن الجينات الورمية يمكن أن تغير نشاط النسخ ، أو الاستقرار ، أو ترجمة البروتين لجين آخر يتحكم بشكل مباشر أو غير مباشر في نمو الخلايا. مثال على أحد الجينات الورمية المشاركة في السرطان هو بروتين يسمى myc. مايك هو عامل نسخ يتم تنشيطه بشكل شاذ في سرطان الغدد الليمفاوية بوركيت ، وهو سرطان في الجهاز الليمفاوي. يحول الإفراط في التعبير عن الفطريات الفطرية الخلايا البائية الطبيعية إلى خلايا سرطانية تستمر في النمو دون حسيب ولا رقيب. يمكن أن يؤدي ارتفاع عدد خلايا B إلى أورام يمكن أن تتداخل مع وظائف الجسم الطبيعية. يمكن للمرضى الذين يعانون من سرطان الغدد الليمفاوية بوركيت أن يصابوا بأورام في فكهم أو في أفواههم والتي تتداخل مع القدرة على تناول الطعام.


السرطان والتعديلات فوق الجينية

إسكات الجينات من خلال الآليات اللاجينية أمر شائع أيضًا في الخلايا السرطانية. هناك تعديلات مميزة لبروتينات الهيستون والحمض النووي المرتبطة بالجينات الصامتة. في الخلايا السرطانية ، يتم ميثلة الحمض النووي في منطقة المروج للجينات الصامتة على بقايا الحمض النووي للسيتوزين في جزر CpG. تفتقر بروتينات هيستون التي تحيط بتلك المنطقة إلى تعديل الأستلة الموجود عندما يتم التعبير عن الجينات في الخلايا الطبيعية. هذا المزيج من مثيلة الحمض النووي ونزع استيل الهيستون (التعديلات اللاجينية التي تؤدي إلى إسكات الجينات) موجود بشكل شائع في السرطان. عندما تحدث هذه التعديلات ، يتم إسكات الجين الموجود في تلك المنطقة الصبغية. على نحو متزايد ، يفهم العلماء كيف تتغير التغيرات اللاجينية في السرطان. لأن هذه التغييرات مؤقتة ويمكن عكسها - على سبيل المثال ، عن طريق منع عمل بروتين هيستون ديستيلاز الذي يزيل مجموعات الأسيتيل ، أو عن طريق إنزيمات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي التي تضيف مجموعات الميثيل إلى السيتوزينات في الحمض النووي - فمن الممكن تصميم أدوية جديدة و علاجات جديدة للاستفادة من الطبيعة القابلة للعكس لهذه العمليات. في الواقع ، يختبر العديد من الباحثين كيف يمكن إعادة تشغيل الجين الصامت في خلية سرطانية للمساعدة في إعادة إنشاء أنماط النمو الطبيعية.

يُعتقد أن الجينات المشاركة في تطور العديد من الأمراض الأخرى ، بدءًا من الحساسية إلى الالتهاب إلى التوحد ، يتم تنظيمها بواسطة آليات الوراثة اللاجينية. مع تعمق معرفتنا بكيفية التحكم في الجينات ، ستظهر طرق جديدة لعلاج أمراض مثل السرطان.


مناقشة

سبق أن ثبت أن البيانات غير المفيدة تؤثر سلبًا على أداء طرق الاستدلال GRN ، مما يؤدي إلى ضعف الدقة. للتغلب على هذه المشكلة ، تم اقتراح طريقة تدريجية لاختيار مجموعة فرعية ، وإزالة الجينات الأكثر تأثراً بالضوضاء. أثبت هذا النهج أنه يلتقط أكثر المجموعات الفرعية إفادة ، وبالتالي أكثر المجموعات الفرعية التي يمكن استنتاجها بدقة ، والتي يمكن اعتبارها تقدمًا كبيرًا في مجال الاستدلال GRN نظرًا لأن مشكلة الضوضاء العالية هي مشكلة عامة لجميع مجموعات البيانات الحقيقية.

تم التحقق من صحة خوارزمية اختيار المجموعة الفرعية بواسطة البيانات التركيبية وشبكات GRN الحقيقية. تبين أن أداء الخوارزمية يتفوق بشكل كبير على الإزالة العشوائية للجينات. طبقنا الخوارزمية على مجموعات بيانات L1000 من تسعة خطوط خلايا سرطانية محددة ولاحظنا أنه يمكننا زيادة SNR إلى مستوى يسمح باستدلال GRN دقيق.

لقد درسنا ما إذا كانت اضطرابات L1000 التجريبية كانت ناجحة من خلال تحليل الأهمية اللامعلمية لتعبير الجينات المستهدفة وتصورها بواسطة مخططات البركان. تم تدمير غالبية الجينات المستهدفة بشكل كبير مقارنةً بالضوابط. ومع ذلك ، فقد لوحظ أيضًا العديد من الجينات المنتظمة بشكل كبير ، بالإضافة إلى الجينات غير المنتظمة بشكل كبير. أحد الأسباب المحتملة لذلك من المنظور البيولوجي هو أن هذه الجينات مهمة للغاية بالنسبة للنظام ، ويتم استعادة تعبيرها على الفور من خلال آليات التغذية الراجعة في الخلية. إذا كان رد الفعل قويًا جدًا ، فقد يؤدي ذلك إلى تعويض زائد مؤقت وزيادة ملحوظة في التعبير. يمكن الكشف عن هذا من خلال سلسلة زمنية من القياسات ، ولكن لسوء الحظ ، فإن اضطرابات L1000 shRNA تقتصر على النقطة الزمنية 96 ساعة.

في قياس البيانات الحقيقية ، باستخدام مجموعات بيانات السيليكو حيث يتم محاكاة خصائص مجموعات البيانات الحقيقية ، لوحظ تحسن كبير في دقة استدلال LSCO من حيث AUROC و AUPR عند زيادة مستوى SNR لمجموعة البيانات حيث تصبح المجموعة الفرعية أصغر . كان التحسن أقوى وجاء في وقت سابق لـ LSCO مقارنة بـ LASSO ، خاصة عند استخدامه لاستنتاج GRN حقيقي لعمليات المحاكاة. بالنظر إلى هذا التباين ، من الممكن أن يكون أداء مجموعات خوارزميات الاستدلال الأخرى أفضل.

أشارت المقارنة المعيارية لأحجام المجموعات الفرعية المختلفة في خطوط الخلايا المختلفة باستخدام LSCO إلى أنه من أجل استنتاج شبكات GRN دقيقة ، يجب أن يكون الحد الأدنى لمستوى SNR لمجموعة البيانات على الأقل

0.05. بالنسبة لمجموعات البيانات L1000 ، يعني هذا فقدان أكثر من 90٪ من البيانات الأولية باستخدام خوارزمية اختيار المجموعة الفرعية المقترحة. ومع ذلك ، في حالة وجود قياسات لغالبية الجينات بها ضوضاء ، يصبح من غير المفيد تضمينها في النظام. في استدلال GRN حيث يكون الهدف هو اكتشاف التفاعلات التنظيمية بشكل موثوق ، بما في ذلك البيانات الصاخبة التي تقلل من المعلوماتية لمجموعة البيانات غير مقبولة. من ناحية أخرى ، فإن الإزالة المحتملة للجينات المهمة مثل الجينات المسرطنة قد تحجب تفاعلاتها المحتملة مع الجينات الأخرى ، وتتسبب في بقاء تأثيرها في السرطان غير معروف. في محاولة لتقليل هذا الخطر ، يمكن الاحتفاظ بهذه الجينات. ومع ذلك ، يجب التضحية بمزيد من الجينات من أجل تحقيق نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) المرغوبة حتى يكون الاستدلال دقيقًا. قد ينتج عن هذا مجموعة فرعية أصغر ، والتي قد تكون عيبًا أكبر.

التعقيد الزمني لخوارزمية اختيار المجموعة الفرعية هو من حيث المبدأ O (n 2) للجينات n. ومع ذلك ، نظرًا لحساب SNR المستخدم حاليًا في كل خطوة ، يتم زيادة هذا إلى O (n 3) لأنه يعتمد على تحلل القيمة المفرد. يعني هذا التعقيد الزمني أنه في حين أنه سريع يصل إلى بضع مئات من الجينات ، فقد تكون هناك حاجة لمجموعات البيانات التي تضم حوالي 1000 جين لعدة أيام من الحساب لإكمال اختيار المجموعة الفرعية.

إحدى نتائج هذه الدراسة هي مجموعة فرعية دقيقة من GRNs لتسعة خطوط من الخلايا السرطانية. وتشمل هذه عددًا كبيرًا من التفاعلات التنظيمية الجديدة بين المنظمين النسخي والجينات الورمية ، وتقترح أهدافًا علاجية محتملة جديدة. لقد ركزنا على عدد قليل من الحالات ذات الصلة بالسرطان والتي تستحق المتابعة التجريبية والتحقق من الصحة.


السرطان والتحكم في النسخ

يمكن أن تؤثر التغييرات في الخلايا التي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان على التحكم النسخي للتعبير الجيني. يمكن للطفرات التي تنشط عوامل النسخ ، مثل زيادة الفسفرة ، أن تزيد من ارتباط عامل النسخ بموقع الارتباط الخاص به في المحفز. قد يؤدي هذا إلى زيادة التنشيط النسخي لهذا الجين الذي ينتج عنه نمو الخلايا المعدل. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تؤدي الطفرة في الحمض النووي لمنطقة المحفز أو المحسن إلى زيادة قدرة الارتباط لعامل النسخ. قد يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة النسخ والتعبير الجيني الشاذ الذي يظهر في الخلايا السرطانية.

كان الباحثون يدرسون كيفية التحكم في التنشيط النسخي للتعبير الجيني في السرطان. إن تحديد كيفية ارتباط عامل النسخ ، أو المسار الذي ينشط حيث يمكن إيقاف الجين ، أدى إلى عقاقير جديدة وطرق جديدة لعلاج السرطان. في سرطان الثدي ، على سبيل المثال ، يتم إفراز العديد من البروتينات بشكل مفرط. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة فسفرة عوامل النسخ الرئيسية التي تزيد النسخ. أحد الأمثلة على ذلك هو الإفراط في التعبير عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR) في مجموعة فرعية من سرطانات الثدي. ينشط مسار EGFR العديد من كينازات البروتين التي بدورها تنشط العديد من عوامل النسخ التي تتحكم في الجينات المشاركة في نمو الخلايا. تم تطوير الأدوية الجديدة التي تمنع تنشيط EGFR وتستخدم لعلاج هذه السرطانات.


16.7: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء

  • أنت هنا: & # 160
  • الصفحة الرئيسية
  • كتب قسم علم الأحياء أندوفر
  • علم الأحياء Openstax لدورات AP (كتاب مدرسي لتسلسل Bio58x)
  • بيو 581
  • الفصل 16 تنظيم الجينات

يستند هذا النص إلى Openstax Biology لدورات AP ، المؤلفين المساهمين الكبار Julianne Zedalis ، مدرسة Bishop في La Jolla ، كاليفورنيا ، John Eggebrecht ، المؤلفون المساهمون بجامعة كورنيل Yael Avissar ، كلية رود آيلاند ، Jung Choi ، معهد جورجيا للتكنولوجيا ، Jean DeSaix ، University of North Carolina at Chapel Hill، Vladimir Jurukovski، Suffolk County Community College، Connie Rye، East Mississippi Community College، Robert Wise، University of Wisconsin، Oshkosh

هذا العمل مُرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License بدون قيود إضافية


16.7: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء

السرطان ليس مرضًا واحدًا ولكنه يشمل العديد من الأمراض المختلفة. في الخلايا السرطانية ، تعدل الطفرات التحكم في دورة الخلية ولا تتوقف الخلايا عن النمو كما تفعل عادةً. يمكن للطفرات أيضًا أن تغير معدل النمو أو تقدم الخلية خلال دورة الخلية. أحد الأمثلة على تعديل الجينات الذي يغير معدل النمو هو زيادة فسفرة cyclin B ، وهو بروتين يتحكم في تقدم الخلية خلال دورة الخلية ويعمل كبروتين نقطة تفتيش لدورة الخلية.

لكي تتحرك الخلايا خلال كل مرحلة من مراحل دورة الخلية ، يجب أن تمر الخلية عبر نقاط التفتيش. هذا يضمن أن الخلية قد أكملت الخطوة بشكل صحيح ولم تصادف أي طفرة من شأنها تغيير وظيفتها. تتحكم العديد من البروتينات ، بما في ذلك cyclin B ، في نقاط التفتيش هذه. إن فسفرة cyclin B ، حدث ما بعد متعدية ، يغير وظيفته. نتيجة لذلك ، يمكن للخلايا أن تتقدم خلال دورة الخلية دون عوائق ، حتى لو كانت الطفرات موجودة في الخلية ويجب إنهاء نموها. يمنع هذا التغيير اللاحق لـ cyclin B من التحكم في دورة الخلية ويساهم في تطور السرطان.

السرطان: مرض تغير التعبير الجيني

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. هناك العديد من البروتينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها (تنشيط الجينات أو إسكات الجينات) التي تغير بشكل كبير النشاط الكلي للخلية. يمكن تشغيل الجين الذي لا يتم التعبير عنه عادة في تلك الخلية والتعبير عنه بمستويات عالية. يمكن أن يكون هذا نتيجة لطفرة جينية أو تغييرات في تنظيم الجينات (الوراثة اللاجينية ، النسخ ، النسخ اللاحق ، الترجمة ، أو الترجمة اللاحقة).

يمكن الكشف عن التغيرات في تنظيم الوراثة اللاجينية ، والنسخ ، واستقرار الحمض النووي الريبي ، وترجمة البروتين ، والتحكم اللاحق في السرطان. في حين أن هذه التغييرات لا تحدث في وقت واحد في سرطان واحد ، يمكن اكتشاف التغييرات في كل من هذه المستويات عند مراقبة السرطان في مواقع مختلفة لدى أفراد مختلفين. لذلك ، يمكن اكتشاف التغييرات في أستلة الهيستون (التعديل اللاجيني الذي يؤدي إلى إسكات الجينات) ، وتفعيل عوامل النسخ عن طريق الفسفرة ، وزيادة استقرار الحمض النووي الريبي ، وزيادة التحكم في الترجمة ، وتعديل البروتين في مرحلة ما في خلايا سرطانية مختلفة. يعمل العلماء على فهم التغييرات الشائعة التي تؤدي إلى ظهور أنواع معينة من السرطان أو كيف يمكن استغلال تعديل لتدمير خلية الورم.

الجينات الكابتة للورم والجينات المسرطنة والسرطان

في الخلايا الطبيعية ، تعمل بعض الجينات على منع نمو الخلايا الزائد وغير المناسب. هذه هي الجينات الكابتة للورم ، والتي تنشط في الخلايا الطبيعية لمنع نمو الخلايا غير المنضبط. هناك العديد من الجينات الكابتة للورم في الخلايا. أكثر الجينات الكابتة للورم التي تم دراستها هي p53 ، والتي تحور في أكثر من 50 في المائة من جميع أنواع السرطان. يعمل البروتين p53 نفسه كعامل نسخ. يمكن أن يرتبط بالمواقع في مروجي الجينات لبدء النسخ. لذلك ، فإن تحور البروتين p53 في السرطان سيغير بشكل كبير من نشاط نسخ الجينات المستهدفة.

شاهد هذه الرسوم المتحركة لمعرفة المزيد عن استخدام p53 في مكافحة السرطان.

الجينات الورمية الأولية هي منظمات إيجابية لدورة الخلية. عند حدوث طفرة ، يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة وتسبب السرطان. يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن الجين الورمي إلى نمو الخلايا غير المنضبط. وذلك لأن الجينات الورمية يمكن أن تغير نشاط النسخ ، أو الاستقرار ، أو ترجمة البروتين لجين آخر يتحكم بشكل مباشر أو غير مباشر في نمو الخلايا. مثال على أحد الجينات الورمية المشاركة في السرطان هو بروتين يسمى myc. Myc هو عامل نسخ يتم تنشيطه بشكل شاذ في سرطان الغدد الليمفاوية Burkett & # 8217s ، وهو سرطان يصيب الجهاز الليمفاوي. يحول الإفراط في التعبير عن الفطريات الفطرية الخلايا البائية الطبيعية إلى خلايا سرطانية تستمر في النمو دون حسيب ولا رقيب. يمكن أن يؤدي ارتفاع عدد خلايا B إلى أورام يمكن أن تتداخل مع وظائف الجسم الطبيعية. يمكن للمرضى الذين يعانون من سرطان الغدد الليمفاوية Burkett & # 8217s أن يصابوا بأورام على فكهم أو في أفواههم والتي تتداخل مع القدرة على تناول الطعام.

السرطان والتعديلات فوق الجينية

إسكات الجينات من خلال الآليات اللاجينية أمر شائع أيضًا في الخلايا السرطانية. هناك تعديلات مميزة لبروتينات الهيستون والحمض النووي المرتبطة بالجينات الصامتة. في الخلايا السرطانية ، يتم ميثلة الحمض النووي في منطقة المروج للجينات الصامتة على بقايا الحمض النووي للسيتوزين في جزر CpG. تفتقر بروتينات هيستون التي تحيط بتلك المنطقة إلى تعديل الأستلة الموجود عندما يتم التعبير عن الجينات في الخلايا الطبيعية. هذا المزيج من مثيلة الحمض النووي ونزع استيل الهيستون (التعديلات اللاجينية التي تؤدي إلى إسكات الجينات) موجود بشكل شائع في السرطان. عندما تحدث هذه التعديلات ، يتم إسكات الجين الموجود في تلك المنطقة الصبغية. على نحو متزايد ، يفهم العلماء كيف تتغير التغيرات اللاجينية في السرطان. لأن هذه التغييرات مؤقتة ويمكن عكسها & # 8212 على سبيل المثال ، عن طريق منع عمل بروتين هيستون ديسيتيلاز الذي يزيل مجموعات الأسيتيل ، أو عن طريق إنزيمات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي التي تضيف مجموعات الميثيل إلى السيتوزينات في الحمض النووي & # 8212 ، فمن الممكن تصميم أدوية جديدة و علاجات جديدة للاستفادة من الطبيعة القابلة للعكس لهذه العمليات. في الواقع ، يختبر العديد من الباحثين كيف يمكن إعادة تشغيل الجين الصامت في خلية سرطانية للمساعدة في إعادة إنشاء أنماط النمو الطبيعية.

يُعتقد أن الجينات المشاركة في تطور العديد من الأمراض الأخرى ، بدءًا من الحساسية إلى الالتهاب إلى التوحد ، يتم تنظيمها بواسطة آليات الوراثة اللاجينية. مع تعمق معرفتنا بكيفية التحكم في الجينات ، ستظهر طرق جديدة لعلاج أمراض مثل السرطان.

السرطان والتحكم في النسخ

يمكن أن تؤثر التغييرات في الخلايا التي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان على التحكم النسخي للتعبير الجيني. يمكن للطفرات التي تنشط عوامل النسخ ، مثل زيادة الفسفرة ، أن تزيد من ارتباط عامل النسخ بموقع الارتباط الخاص به في المحفز. قد يؤدي هذا إلى زيادة التنشيط النسخي لهذا الجين الذي ينتج عنه نمو الخلايا المعدل. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تؤدي الطفرة في الحمض النووي لمنطقة المحفز أو المحسن إلى زيادة قدرة الارتباط لعامل النسخ. قد يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة النسخ والتعبير الجيني الشاذ الذي يظهر في الخلايا السرطانية.

كان الباحثون يدرسون كيفية التحكم في التنشيط النسخي للتعبير الجيني في السرطان. إن تحديد كيفية ارتباط عامل النسخ ، أو المسار الذي ينشط حيث يمكن إيقاف الجين ، أدى إلى عقاقير جديدة وطرق جديدة لعلاج السرطان. في سرطان الثدي ، على سبيل المثال ، يتم إفراز العديد من البروتينات بشكل مفرط. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة فسفرة عوامل النسخ الرئيسية التي تزيد النسخ. أحد الأمثلة على ذلك هو الإفراط في التعبير عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR) في مجموعة فرعية من سرطانات الثدي. ينشط مسار EGFR العديد من كينازات البروتين التي بدورها تنشط العديد من عوامل النسخ التي تتحكم في الجينات المشاركة في نمو الخلايا. تم تطوير الأدوية الجديدة التي تمنع تنشيط EGFR وتستخدم لعلاج هذه السرطانات.

السرطان والتحكم بعد النسخ

يمكن أن تؤدي التغييرات في التحكم في الجين بعد النسخ إلى الإصابة بالسرطان. في الآونة الأخيرة ، أظهرت عدة مجموعات من الباحثين أن سرطانات معينة قد غيرت التعبير عن جزيئات الحمض النووي الريبوزي. نظرًا لأن miRNAs ترتبط بـ UTR 3 من جزيئات RNA لتحللها ، فإن الإفراط في التعبير عن هذه الجزيئات يمكن أن يضر بالنشاط الخلوي الطبيعي. يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير جدًا من جزيئات الحمض النووي الريبي (miRNA) إلى تقليل عدد الحمض النووي الريبي بشكل كبير مما يؤدي إلى انخفاض في تعبير البروتين. أظهرت العديد من الدراسات حدوث تغيير في سكان ميرنا في أنواع معينة من السرطان. يبدو أن المجموعة الفرعية من miRNAs التي يتم التعبير عنها في خلايا سرطان الثدي تختلف تمامًا عن المجموعة الفرعية المعبر عنها في خلايا سرطان الرئة أو حتى عن خلايا الثدي الطبيعية. يشير هذا إلى أن التغيرات في نشاط ميرنا يمكن أن تسهم في نمو خلايا سرطان الثدي. تشير هذه الأنواع من الدراسات أيضًا إلى أنه إذا تم التعبير عن بعض الجزيئات الدقيقة في الخلايا السرطانية فقط ، فقد تكون أهدافًا محتملة للأدوية. لذلك ، سيكون من المتصور أن الأدوية الجديدة التي توقف التعبير عن التعبير ميرنا في السرطان يمكن أن تكون وسيلة فعالة لعلاج السرطان.

السرطان والتحكم التحولي / ما بعد متعدية

هناك العديد من الأمثلة على كيفية ظهور التعديلات متعدية أو ما بعد الترجمة للبروتينات في السرطان. تم العثور على تعديلات في الخلايا السرطانية من الترجمة المتزايدة للبروتين إلى التغيرات في فسفرة البروتين إلى متغيرات لصق بديلة للبروتين. يظهر مثال على كيف يمكن أن يكون للتعبير عن شكل بديل من البروتين نتائج مختلفة بشكل كبير في خلايا سرطان القولون. يأتي بروتين c-Flip ، وهو بروتين يشارك في التوسط في مسار موت الخلية ، في شكلين: طويل (c-FLIPL) وقصير (c-FLIPS). يبدو أن كلا الشكلين متورطان في بدء آليات موت الخلايا الخاضعة للرقابة في الخلايا الطبيعية. ومع ذلك ، في خلايا سرطان القولون ، يؤدي التعبير عن الشكل الطويل إلى زيادة نمو الخلايا بدلاً من موت الخلايا. من الواضح أن التعبير عن البروتين الخاطئ يغير بشكل كبير وظيفة الخلية ويساهم في تطور السرطان.

عقاقير جديدة لمكافحة السرطان: العلاجات المستهدفة

يستخدم العلماء ما هو معروف عن تنظيم التعبير الجيني في حالات المرض ، بما في ذلك السرطان ، لتطوير طرق جديدة لعلاج ومنع تطور المرض. يصمم العديد من العلماء الأدوية على أساس أنماط التعبير الجيني داخل الأورام الفردية. هذه الفكرة ، أن العلاج والأدوية يمكن تكييفهما للفرد ، أدت إلى ظهور مجال الطب الشخصي. مع زيادة فهم تنظيم الجينات ووظيفة الجينات ، يمكن تصميم الأدوية لاستهداف الخلايا المريضة على وجه التحديد دون الإضرار بالخلايا السليمة. استغلت بعض الأدوية الجديدة ، التي تسمى العلاجات الموجهة ، الإفراط في التعبير عن بروتين معين أو تحور الجين لتطوير دواء جديد لعلاج المرض. أحد الأمثلة على ذلك هو استخدام الأدوية المضادة للمستقبلات EGF لعلاج مجموعة فرعية من أورام سرطان الثدي التي تحتوي على مستويات عالية جدًا من بروتين EGF. مما لا شك فيه ، سيتم تطوير علاجات أكثر استهدافًا حيث يتعلم العلماء المزيد حول كيفية تسبب تغيرات التعبير الجيني في الإصابة بالسرطان.

منسق التجارب السريرية إن منسق التجارب السريرية هو الشخص الذي يدير إجراءات التجربة السريرية. تتضمن هذه الوظيفة تنسيق جداول مواعيد المرضى والمواعيد ، والحفاظ على الملاحظات التفصيلية ، وبناء قاعدة البيانات لتتبع المرضى (خاصة لدراسات المتابعة طويلة الأجل) ، وضمان الحصول على الوثائق المناسبة وقبولها ، والعمل مع الممرضات والأطباء لتسهيل التجربة ونشر النتائج. قد يكون لمنسق التجارب السريرية خلفية علمية ، مثل درجة التمريض ، أو أي شهادة أخرى. الأشخاص الذين عملوا في مختبرات العلوم أو في المكاتب السريرية مؤهلون أيضًا ليصبحوا منسقًا للتجارب السريرية. هذه الوظائف موجودة بشكل عام في المستشفيات ، ومع ذلك ، تجري بعض العيادات ومكاتب الأطباء أيضًا تجارب إكلينيكية وقد تقوم بتعيين منسق.

ملخص القسم

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. يمكن اكتشاف التغييرات في كل مستوى من مستويات التعبير الجيني حقيقية النواة في شكل من أشكال السرطان في وقت ما. من أجل فهم كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني أن تسبب السرطان ، فمن الأهمية بمكان فهم كيفية عمل كل مرحلة من مراحل تنظيم الجينات في الخلايا الطبيعية. من خلال فهم آليات التحكم في الخلايا الطبيعية غير المريضة ، سيكون من الأسهل على العلماء فهم الأخطاء التي تحدث في الحالات المرضية بما في ذلك الحالات المعقدة مثل السرطان.

راجع الأسئلة

تسمى الجينات المسببة للسرطان ________.

  1. جينات التحول
  2. الجينات الزائدة للورم
  3. المسرطنة
  4. الجينات المحورة

يتم استخدام العلاجات المستهدفة في المرضى الذين لديهم نمط تعبير جيني محدد. العلاج الموجه الذي يمنع تنشيط مستقبلات هرمون الاستروجين في سرطان الثدي سيكون مفيدًا لأي نوع من المرضى؟

  1. المرضى الذين يعبرون عن مستقبلات EGFR في الخلايا الطبيعية
  2. المرضى الذين يعانون من طفرة تثبط مستقبلات هرمون الاستروجين
  3. المرضى الذين يعانون من الكثير من مستقبلات هرمون الاستروجين المعبر عنها في ورمهم
  4. المرضى الذين ليس لديهم مستقبلات هرمون الاستروجين المعبر عنها في ورمهم

إستجابة مجانية

يتم تطوير عقاقير جديدة تقلل مثيلة الحمض النووي وتمنع إزالة مجموعات الأسيتيل من بروتينات هيستون. اشرح كيف يمكن أن تؤثر هذه الأدوية على التعبير الجيني للمساعدة في قتل الخلايا السرطانية.

ستحافظ هذه الأدوية على بروتينات الهيستون وأنماط مثيلة الحمض النووي في التكوين الكروموسومي المفتوح بحيث يكون النسخ مجديًا. إذا تم إسكات الجين ، يمكن لهذه الأدوية عكس التكوين اللاجيني لإعادة التعبير عن الجين.

كيف يمكن لفهم نمط التعبير الجيني في الخلية السرطانية أن يخبرك بشيء عن هذا النوع المحدد من السرطان؟

يمكن أن يساعد فهم الجينات التي يتم التعبير عنها في الخلية السرطانية في تشخيص الشكل المحدد للسرطان. يمكن أن يساعد أيضًا في تحديد خيارات العلاج لذلك المريض. على سبيل المثال ، إذا كان ورم سرطان الثدي يعبر عن EGFR بأعداد كبيرة ، فقد يستجيب لعلاج محدد مضاد لـ EGFR. إذا لم يتم التعبير عن هذا المستقبل ، فلن يستجيب لذلك العلاج.


السرطان: مرض تغير التعبير الجيني

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. هناك العديد من البروتينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها (تنشيط الجينات أو إسكات الجينات) التي تغير بشكل كبير النشاط الكلي للخلية. يمكن تشغيل الجين الذي لا يتم التعبير عنه عادة في تلك الخلية والتعبير عنه بمستويات عالية. يمكن أن يكون هذا نتيجة لطفرة جينية أو تغييرات في تنظيم الجينات (الوراثة اللاجينية ، النسخ ، النسخ اللاحق ، الترجمة ، أو الترجمة اللاحقة).

يمكن الكشف عن التغيرات في تنظيم الوراثة اللاجينية ، والنسخ ، واستقرار الحمض النووي الريبي ، وترجمة البروتين ، والتحكم اللاحق في السرطان. في حين أن هذه التغييرات لا تحدث في وقت واحد في سرطان واحد ، يمكن اكتشاف التغييرات في كل من هذه المستويات عند مراقبة السرطان في مواقع مختلفة لدى أفراد مختلفين. لذلك ، يمكن اكتشاف التغييرات في أستلة الهيستون (التعديل اللاجيني الذي يؤدي إلى إسكات الجينات) ، وتفعيل عوامل النسخ عن طريق الفسفرة ، وزيادة استقرار الحمض النووي الريبي ، وزيادة التحكم في الترجمة ، وتعديل البروتين في مرحلة ما في خلايا سرطانية مختلفة. يعمل العلماء على فهم التغييرات الشائعة التي تؤدي إلى ظهور أنواع معينة من السرطان أو كيف يمكن استغلال تعديل لتدمير خلية الورم.


علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • صف كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني أن تسبب السرطان
  • اشرح كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني على مستويات مختلفة أن تعطل دورة الخلية
  • ناقش كيف يمكن أن يؤدي فهم تنظيم التعبير الجيني إلى تصميم أفضل للعقار

السرطان ليس مرضًا واحدًا ولكنه يشمل العديد من الأمراض المختلفة. في الخلايا السرطانية ، تعدل الطفرات التحكم في دورة الخلية ولا تتوقف الخلايا عن النمو كما تفعل عادةً. يمكن للطفرات أيضًا أن تغير معدل النمو أو تقدم الخلية خلال دورة الخلية. أحد الأمثلة على تعديل الجينات الذي يغير معدل النمو هو زيادة فسفرة cyclin B ، وهو بروتين يتحكم في تقدم الخلية خلال دورة الخلية ويعمل كبروتين نقطة تفتيش لدورة الخلية.

لكي تتحرك الخلايا خلال كل مرحلة من مراحل دورة الخلية ، يجب أن تمر الخلية عبر نقاط التفتيش. هذا يضمن أن الخلية قد أكملت الخطوة بشكل صحيح ولم تصادف أي طفرة من شأنها تغيير وظيفتها. تتحكم العديد من البروتينات ، بما في ذلك cyclin B ، في نقاط التفتيش هذه. إن فسفرة cyclin B ، حدث ما بعد متعدية ، يغير وظيفته. نتيجة لذلك ، يمكن للخلايا أن تتقدم خلال دورة الخلية دون عوائق ، حتى لو كانت الطفرات موجودة في الخلية ويجب إنهاء نموها. يمنع هذا التغيير اللاحق لـ cyclin B من التحكم في دورة الخلية ويساهم في تطور السرطان.

السرطان: مرض تغير التعبير الجيني

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. هناك العديد من البروتينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها (تنشيط الجينات أو إسكات الجينات) التي تغير بشكل كبير النشاط الكلي للخلية. يمكن تشغيل الجين الذي لا يتم التعبير عنه عادة في تلك الخلية والتعبير عنه بمستويات عالية. يمكن أن يكون هذا نتيجة لطفرة جينية أو تغييرات في تنظيم الجينات (الوراثة اللاجينية ، النسخ ، النسخ اللاحق ، الترجمة ، أو الترجمة اللاحقة).

يمكن الكشف عن التغيرات في تنظيم الوراثة اللاجينية ، والنسخ ، واستقرار الحمض النووي الريبي ، وترجمة البروتين ، والتحكم اللاحق في السرطان. في حين أن هذه التغييرات لا تحدث في وقت واحد في سرطان واحد ، يمكن اكتشاف التغييرات في كل من هذه المستويات عند مراقبة السرطان في مواقع مختلفة لدى أفراد مختلفين. لذلك ، يمكن اكتشاف التغييرات في أستلة الهيستون (التعديل اللاجيني الذي يؤدي إلى إسكات الجينات) ، وتفعيل عوامل النسخ عن طريق الفسفرة ، وزيادة استقرار الحمض النووي الريبي ، وزيادة التحكم في الترجمة ، وتعديل البروتين في مرحلة ما في خلايا سرطانية مختلفة. يعمل العلماء على فهم التغييرات الشائعة التي تؤدي إلى ظهور أنواع معينة من السرطان أو كيف يمكن استغلال تعديل لتدمير خلية الورم.

الجينات الكابتة للورم والجينات المسرطنة والسرطان

في الخلايا الطبيعية ، تعمل بعض الجينات على منع نمو الخلايا الزائد وغير المناسب. هذه هي الجينات الكابتة للورم ، والتي تنشط في الخلايا الطبيعية لمنع نمو الخلايا غير المنضبط. هناك العديد من الجينات الكابتة للورم في الخلايا. أكثر الجينات الكابتة للورم التي تم دراستها هي p53 ، والتي تحور في أكثر من 50٪ من جميع أنواع السرطان. يعمل البروتين p53 نفسه كعامل نسخ. يمكن أن يرتبط بالمواقع في مروجي الجينات لبدء النسخ. لذلك ، فإن تحور البروتين p53 في السرطان سيغير بشكل كبير من نشاط نسخ الجينات المستهدفة.

شاهد استخدام p53 لمكافحة السرطان (صفحة ويب ، فيديو) لمعرفة المزيد.

الجينات الورمية الأولية هي منظمات إيجابية لدورة الخلية. عند حدوث طفرة ، يمكن أن تصبح الجينات المسرطنة الأولية جينات مسرطنة وتسبب السرطان. يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن الجين الورمي إلى نمو الخلايا غير المنضبط. وذلك لأن الجينات الورمية يمكن أن تغير نشاط النسخ ، أو الاستقرار ، أو ترجمة البروتين لجين آخر يتحكم بشكل مباشر أو غير مباشر في نمو الخلايا. مثال على أحد الجينات الورمية المشاركة في السرطان هو بروتين يسمى myc. Myc هو عامل نسخ يتم تنشيطه بشكل شاذ في سرطان الغدد الليمفاوية بوركيت ، وهو سرطان في الجهاز الليمفاوي. يحول الإفراط في التعبير عن الفطريات الفطرية الخلايا البائية الطبيعية إلى خلايا سرطانية تستمر في النمو دون حسيب ولا رقيب. يمكن أن يؤدي ارتفاع عدد خلايا B إلى أورام يمكن أن تتداخل مع وظائف الجسم الطبيعية. يمكن للمرضى الذين يعانون من سرطان الغدد الليمفاوية بوركيت أن يصابوا بأورام في فكهم أو في أفواههم والتي تتداخل مع القدرة على تناول الطعام.

السرطان والتعديلات فوق الجينية

إسكات الجينات من خلال الآليات اللاجينية أمر شائع أيضًا في الخلايا السرطانية. هناك تعديلات مميزة لبروتينات الهيستون والحمض النووي المرتبطة بالجينات الصامتة. في الخلايا السرطانية ، يتم ميثلة الحمض النووي في منطقة المروج للجينات الصامتة على بقايا الحمض النووي للسيتوزين في جزر CpG. تفتقر بروتينات هيستون التي تحيط بتلك المنطقة إلى تعديل الأستلة الموجود عندما يتم التعبير عن الجينات في الخلايا الطبيعية. هذا المزيج من مثيلة الحمض النووي ونزع استيل الهيستون (التعديلات اللاجينية التي تؤدي إلى إسكات الجينات) موجود بشكل شائع في السرطان. عندما تحدث هذه التعديلات ، يتم إسكات الجين الموجود في تلك المنطقة الصبغية. على نحو متزايد ، يفهم العلماء كيف تتغير التغيرات اللاجينية في السرطان. لأن هذه التغييرات مؤقتة ويمكن عكسها - على سبيل المثال ، عن طريق منع عمل بروتين هيستون ديستيلاز الذي يزيل مجموعات الأسيتيل ، أو عن طريق إنزيمات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي التي تضيف مجموعات الميثيل إلى السيتوزينات في الحمض النووي - فمن الممكن تصميم أدوية جديدة و علاجات جديدة للاستفادة من الطبيعة القابلة للعكس لهذه العمليات. في الواقع ، يختبر العديد من الباحثين كيف يمكن إعادة تشغيل الجين الصامت في خلية سرطانية للمساعدة في إعادة إنشاء أنماط النمو الطبيعية.

يُعتقد أن الجينات المشاركة في تطور العديد من الأمراض الأخرى ، بدءًا من الحساسية إلى الالتهاب إلى التوحد ، يتم تنظيمها بواسطة آليات الوراثة اللاجينية. مع تعمق معرفتنا بكيفية التحكم في الجينات ، ستظهر طرق جديدة لعلاج أمراض مثل السرطان.

السرطان والتحكم في النسخ

يمكن أن تؤثر التغييرات في الخلايا التي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان على التحكم النسخي للتعبير الجيني. يمكن للطفرات التي تنشط عوامل النسخ ، مثل زيادة الفسفرة ، أن تزيد من ارتباط عامل النسخ بموقع الارتباط الخاص به في المحفز. قد يؤدي هذا إلى زيادة التنشيط النسخي لهذا الجين الذي ينتج عنه نمو الخلايا المعدل. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تؤدي الطفرة في الحمض النووي لمنطقة المحفز أو المحسن إلى زيادة قدرة الارتباط لعامل النسخ. قد يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة النسخ والتعبير الجيني الشاذ الذي يظهر في الخلايا السرطانية.

كان الباحثون يدرسون كيفية التحكم في التنشيط النسخي للتعبير الجيني في السرطان. إن تحديد كيفية ارتباط عامل النسخ ، أو المسار الذي ينشط حيث يمكن إيقاف الجين ، أدى إلى عقاقير جديدة وطرق جديدة لعلاج السرطان. في سرطان الثدي ، على سبيل المثال ، يتم إفراز العديد من البروتينات بشكل مفرط. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة فسفرة عوامل النسخ الرئيسية التي تزيد النسخ. أحد الأمثلة على ذلك هو الإفراط في التعبير عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR) في مجموعة فرعية من سرطانات الثدي. ينشط مسار EGFR العديد من كينازات البروتين التي بدورها تنشط العديد من عوامل النسخ التي تتحكم في الجينات المشاركة في نمو الخلايا. تم تطوير الأدوية الجديدة التي تمنع تنشيط EGFR وتستخدم لعلاج هذه السرطانات.

السرطان والتحكم بعد النسخ

يمكن أن تؤدي التغييرات في التحكم في الجين بعد النسخ إلى الإصابة بالسرطان. في الآونة الأخيرة ، أظهرت عدة مجموعات من الباحثين أن سرطانات معينة قد غيرت التعبير عن جزيئات الحمض النووي الريبوزي. نظرًا لأن miRNAs ترتبط بـ 3 & # 8242 UTR من جزيئات RNA لتحطيمها ، فقد يكون الإفراط في التعبير عن هذه miRNA ضارًا بالنشاط الخلوي الطبيعي. يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير جدًا من جزيئات الحمض النووي الريبي (miRNA) إلى تقليل عدد الحمض النووي الريبي (RNA) بشكل كبير ، مما يؤدي إلى انخفاض في تعبير البروتين. أظهرت العديد من الدراسات حدوث تغيير في سكان ميرنا في أنواع معينة من السرطان. يبدو أن المجموعة الفرعية من miRNAs التي يتم التعبير عنها في خلايا سرطان الثدي تختلف تمامًا عن المجموعة الفرعية المعبر عنها في خلايا سرطان الرئة أو حتى عن خلايا الثدي الطبيعية. يشير هذا إلى أن التغيرات في نشاط ميرنا يمكن أن تسهم في نمو خلايا سرطان الثدي. تشير هذه الأنواع من الدراسات أيضًا إلى أنه إذا تم التعبير عن بعض الجزيئات الدقيقة في الخلايا السرطانية فقط ، فقد تكون أهدافًا محتملة للأدوية. لذلك ، سيكون من المتصور أن الأدوية الجديدة التي توقف التعبير عن التعبير ميرنا في السرطان يمكن أن تكون وسيلة فعالة لعلاج السرطان.

السرطان والتحكم التحولي / ما بعد متعدية

هناك العديد من الأمثلة على كيفية ظهور التعديلات متعدية أو ما بعد الترجمة للبروتينات في السرطان. تم العثور على تعديلات في الخلايا السرطانية من الترجمة المتزايدة للبروتين إلى التغيرات في فسفرة البروتين إلى متغيرات لصق بديلة للبروتين. يظهر مثال على كيف يمكن أن يكون للتعبير عن شكل بديل من البروتين نتائج مختلفة بشكل كبير في خلايا سرطان القولون. يأتي بروتين c-Flip ، وهو بروتين يشارك في التوسط في مسار موت الخلية ، في شكلين: طويل (c-FLIPL) وقصير (c-FLIPS). يبدو أن كلا الشكلين متورطان في بدء آليات موت الخلايا الخاضعة للرقابة في الخلايا الطبيعية. ومع ذلك ، في خلايا سرطان القولون ، يؤدي التعبير عن الشكل الطويل إلى زيادة نمو الخلايا بدلاً من موت الخلايا. من الواضح أن التعبير عن البروتين الخاطئ يغير بشكل كبير وظيفة الخلية ويساهم في تطور السرطان.

عقاقير جديدة لمكافحة السرطان: العلاجات المستهدفة

يستخدم العلماء ما هو معروف عن تنظيم التعبير الجيني في حالات المرض ، بما في ذلك السرطان ، لتطوير طرق جديدة لعلاج ومنع تطور المرض. يصمم العديد من العلماء الأدوية على أساس أنماط التعبير الجيني داخل الأورام الفردية. هذه الفكرة ، أن العلاج والأدوية يمكن تكييفهما للفرد ، أدت إلى ظهور مجال الطب الشخصي. مع زيادة فهم تنظيم الجينات ووظيفة الجينات ، يمكن تصميم الأدوية لاستهداف الخلايا المريضة على وجه التحديد دون الإضرار بالخلايا السليمة. استغلت بعض الأدوية الجديدة ، التي تسمى العلاجات الموجهة ، الإفراط في التعبير عن بروتين معين أو تحور الجين لتطوير دواء جديد لعلاج المرض. أحد الأمثلة على ذلك هو استخدام الأدوية المضادة للمستقبلات EGF لعلاج مجموعة فرعية من أورام سرطان الثدي التي تحتوي على مستويات عالية جدًا من بروتين EGF. مما لا شك فيه ، سيتم تطوير علاجات أكثر استهدافًا حيث يتعلم العلماء المزيد حول كيفية تسبب تغيرات التعبير الجيني في الإصابة بالسرطان.

منسق التجارب السريرية إن منسق التجارب السريرية هو الشخص الذي يدير إجراءات التجربة السريرية. تتضمن هذه الوظيفة تنسيق جداول مواعيد المرضى والمواعيد ، والحفاظ على الملاحظات التفصيلية ، وبناء قاعدة البيانات لتتبع المرضى (خاصة لدراسات المتابعة طويلة الأجل) ، وضمان الحصول على الوثائق المناسبة وقبولها ، والعمل مع الممرضات والأطباء لتسهيل التجربة ونشر النتائج. قد يكون لمنسق التجارب السريرية خلفية علمية ، مثل درجة التمريض ، أو أي شهادة أخرى. الأشخاص الذين عملوا في مختبرات العلوم أو في المكاتب السريرية مؤهلون أيضًا ليصبحوا منسقًا للتجارب السريرية. هذه الوظائف موجودة بشكل عام في المستشفيات ، ومع ذلك ، تجري بعض العيادات ومكاتب الأطباء أيضًا تجارب إكلينيكية وقد تقوم بتعيين منسق.

ملخص القسم

يمكن وصف السرطان بأنه مرض تغير التعبير الجيني. يمكن اكتشاف التغييرات في كل مستوى من مستويات التعبير الجيني حقيقية النواة في شكل من أشكال السرطان في وقت ما. من أجل فهم كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني أن تسبب السرطان ، فمن الأهمية بمكان فهم كيفية عمل كل مرحلة من مراحل تنظيم الجينات في الخلايا الطبيعية. من خلال فهم آليات التحكم في الخلايا الطبيعية غير المريضة ، سيكون من الأسهل على العلماء فهم الأخطاء التي تحدث في الحالات المرضية بما في ذلك الحالات المعقدة مثل السرطان.

إستجابة مجانية

يتم تطوير عقاقير جديدة تقلل مثيلة الحمض النووي وتمنع إزالة مجموعات الأسيتيل من بروتينات هيستون. اشرح كيف يمكن أن تؤثر هذه الأدوية على التعبير الجيني للمساعدة في قتل الخلايا السرطانية.

ستحافظ هذه الأدوية على بروتينات الهيستون وأنماط مثيلة الحمض النووي في التكوين الكروموسومي المفتوح بحيث يكون النسخ مجديًا. إذا تم إسكات الجين ، يمكن لهذه الأدوية عكس التكوين اللاجيني لإعادة التعبير عن الجين.

كيف يمكن لفهم نمط التعبير الجيني في الخلية السرطانية أن يخبرك بشيء عن هذا النوع المحدد من السرطان؟

يمكن أن يساعد فهم الجينات التي يتم التعبير عنها في الخلية السرطانية في تشخيص الشكل المحدد للسرطان. يمكن أن يساعد أيضًا في تحديد خيارات العلاج لذلك المريض. على سبيل المثال ، إذا كان ورم سرطان الثدي يعبر عن EGFR بأعداد كبيرة ، فقد يستجيب لعلاج محدد مضاد لـ EGFR. إذا لم يتم التعبير عن هذا المستقبل ، فلن يستجيب لذلك العلاج.

قائمة المصطلحات


شاهد الفيديو: ماهو السرطان و كيف يتكون (كانون الثاني 2023).