Возникновение онкологических новообразований

- изучите возникновение онкологических новообразований;
- научитесь объяснять взаимосвязь неконтролируемого деления клеток с возникновением опухолей

Знаете ли вы?
Что такое канцерогенез?
Что может привести к возникновению раковых заболеваний?

Ключевые понятия:
- Канцерогенез
- Ретровирус
- Протоонкогены
Анемия Фанкони

Канцерогенез – это процесс развития злокачественных новообразований. Многие мутагенные факторы повышают канцерогенность. Образование злокачественных опухолей проводит к раковым заболеваниям, являющимися одним из самых опасных заболеваний XX- XXI вв.

Раковые клетки отличаются от здоровых по двум особенностям:
Обычные клетки делятся определенное количество раз, а затем прекращают деление и умирают; раковые клетки способны делиться бесконечно, поэтому они вызывают механическое повреждение организма, растут и размножаются ив конечном итоге проводят к смерти;
Раковые клетки распространяются в организме и образуют метастазы, т. е. распространяются через лимфатическую систему или кровеносную системы в другие органы и ткани, где образуют новые опухоли.

Любая клетка организма, способна делиться, может стать раковой. Однако, как клетки могут стать раковыми и какие факторы на это влияет – до сих пор неизвестно. Ясно одно: в злокачественных клетках нарушен механизм регуляции генов. Является ли рак наследственным заболеванием – это еще одна нерешенная проблема. С этой точки зрения есть две гипотезы: одна из них предполагает наследование заболевания, другая – не наследуется.

Было установлено, что основными причинами возникновения рака являются соматические мутации и влияние вирусов.
Соматическая мутация — мутация, возникающая в соматической клетке и ведущая к возникновению клеточного клона (участка ткани, органа) с генотипом, отличающимся от генотипа соседних нормальных клеток.
В настоящее время наследуемость 3- 4-х типов злокачественных новообразований уже доказана – это один из типов ретинобластомы, анемия Фанкони (малокровие), пигментная ксеродермия и нейрофиброматоз.

Большинство злокачественных новообразований начинаются с соматических мутаций. Соматические мутации в клетках человеческого организма образуются при воздействий различных мутагенных факторов – радиационное излучение, воздействие ультрафиолетовых лучей и химических веществ. Если клетка с возникшей в ней мутацией умирает, то соматическая мутация теряется вместе с ней, а если мутационная клетка продолжает делиться, то во всех клетках мутации будут сохранены.

В результате соматических мутаций в организме образуются «мозаика», где вместе с нормальными клетками имеются мутантные клетки. В мутантной клетке нарушается хромосомная стабильность, что приводит к различным другим мутациям (делециям, транслокациям, дупликациям). Такие клетки быстро растут, размножаются и становятся злокачественными, например, анемия Фанкони – это заболевание, которое возникает у детей младшего возраста, его особенности – нарушение скелета, особенно костей пальцев, тазобедренных костей, недоразвитие костных клеток, образование эритроцитов в малом количестве.

.
Схема возникновении злокачественной опухоли.

Еще одно раковое заболевание – наследственная форма ретинобластомы. Это заболевание проявляется у детей в виде злокачественной опухоли глаз. При несвоевременном лечении заболевания опухоль может перейти в мозг и привести к летальному исходу. Наследственная форма ретинобластомы характеризуется доминантно-аутосомным типом наследования. Ее проявление состоит из двух этапов: 1) мутация сначала происходит в половых клетках, после приводит к образованию соматических мутаций; 2) одна из клеток начинает активно расти и приводит к ретинобластоме т.е. к злокачественной опухоли глаза. Ген ретинобластомы расположен в длинной плече в 13-ой хромосомы.

Влияние вирусов связывают с канцерогенезом. Как показывают исследования, некоторые вирусы могут вызвать злокачественные новообразования. В 1950 году американский ученый Р. Дульбекко провел опыт по введению грызунам вируса обезьяны и обнаружил, что у них возникает рак. В последнее время установили, что многие раковые заболевания вызываются вирусами. Известно, что у многих вирусов, генетически материал представлен виде молекулы РНК.
Каким образом РНК вируса может объединиться с молекулой ДНК?

В 1970 году Г. Темин и Д. Балтимор независимо друг от друга обнаружили способность РНК – содержащих вирусов поражать клетки вследствие так называемой обратной транскрипции. Такие РНК – вирусы называют ретровирусами. Обратная транскрипция – это возможность передачи генетической информации не от ДНК к РНК, а, наоборот от молекулы РНК к ферменту ДНК – полимеразе и уже от него – к клетке, которая в результате перерождается в опухолевую.
Вирусная РНК содержит гены, которые необходимы для жизнедеятельности, а также онкогены, которые могут преобразовывать нормальные клетки в раковые. Эти гены называются u-onc – онкогенами, их насчитывается около 20.

Протоонкоген является нормальным геном , который мог бы стать онкогеном за счет мутации или повышенной экспрессию . Протоонкогены кодируют белки, которые помогают регулировать рост и дифференцировку клеток . Протоонкогены часто участвуют в передаче сигналов и исполнении митогенных сигналов, обычно через свои белковые продукты. При приобретении активирующей мутации протоонкоген становится агентом, вызывающим опухоль, онкогеном. Примеры протоонкогенов включают RAS , WNT , MYC , ERK и TRK . Ген MYC вовлечен в лимфому Беркитта , которая начинается, когда хромосомная транслокация перемещает последовательность энхансера в непосредственной близости от гена MYC. Ген MYC кодирует широко используемые факторы транскрипции. Когда последовательность энхансера размещена неправильно, эти факторы транскрипции продуцируются с гораздо большей скоростью. Другим примером онкогена является ген Bcr-Abl , обнаруженный на филадельфийской хромосоме , фрагменте генетического материала, обнаруживаемом при хроническом миелогенном лейкозе, вызванном транслокацией фрагментов из хромосом 9 и 22. Bcr-Abl кодирует тирозинкиназу, которая является конститутивно активен, что приводит к неконтролируемой пролиферации клеток.

Задание 1
Вставьте пропущенные слова.
________________– это процесс развития злокачественных новообразований. __________ мутации в клетках человеческого организма образуются при __________ ________, воздействие__________ лучей и ________ _______. В результате соматических мутаций в организме образуются ________, где вместе с нормальными клетками имеются __________ клетки.

Канцерогенез – это процесс развития злокачественных новообразований. Соматические мутации в клетках человеческого организма образуются при радиационное излучение, воздействие ультрафиолетовых лучей и химических веществ. В результате соматических мутаций в организме образуются «мозаика», где вместе с нормальными клетками имеются мутантные клетки.

Задание 2
Заполните таблицу «Бортовой журнал» по данной теме урока.