Урок 11 – 12. Онкогенетика

Цель: познакомить учащихся с влиянием генетических факторов в формировании злокачественных перерождений клеток, с достижениями в лечении и мерами профилактики раковых заболеваний человека.

Методы: лекция.

Содержательная часть урока:

Наиболее интенсивные исследования биологии клетки и медицины касаются процесса образования и формирования злокачественных опухолей – канцерогенез, который имеет генетическую природу. Различные физические, химические и биологические (вирусные) факторы могут привести к злокачественной (неопластической) трансформации клетки – малигнизации. Опухолевая клетка в отличие от нормальной обладает рядом особенностей:

- способность к бесконтрольному автономному делению, не регулируемому по принципу обратной связи;

- способность прорастать в другие ткани, стимулируя рост капилляров, обеспечивающих их увеличение – метастазирование. Это качество является основным отличием злокачественной опухоли от доброкачественной;

- значительно меньшая потребность в ростовых факторах по сравнению с нормальными, возможно, что они сами способны вырабатывать факторы роста путём включения клеточной аутокринной системы;

- способность опухолевых клеток к неограниченно долгому делению в отличие от нормальных клеток, запрограммированных на гибель после определённого числа делений. Канцерогенез исследовался в процессе изучения онкогенных вирусов. Существует 4 группы вирусов, среди которых могут существовать онкогенные – это паповавирусы, аденовирусы, герпесвирусы (ДНК-содержащие) и ретровирусы (РНК-содержащие). Все онкогенные вирусы встраивают свой генетический материал в хромосомную ДНК, становясь частью генома клетки. Ретровирусы создают ДНК-копии в ходе обратной транскрипции. У этих вирусов существуют особые гены – онкогены, ответственные за раковое перерождение клетки. В геноме нормальных клеток многих организмов, включая человека, обнаружены последовательности, гомологичные онкогенам – протоонкогены. Предполагается, что они возникли в процессе эволюции. Вирусные онкогены возникли в процессе эволюции 1,2 млрд. лет назад. Протоонкогены весьма сходны у самых разных организмов, даже далёких в филогенетическом отношении. Столь высокая консервативность этих генов должна указывать на их важную функцию.

Возможно, протоонкогены активно экспрессируются на ранних этапах эмбриогенеза, регулируя процессы митотической активности и клеточной дифференцировки. После постепенного перехода клеточного метаболизма под общий контроль организма, их экспрессия резко уменьшается. Протоонкогены нормальных клеток могут активироваться при хромосомных перестройках, при различных мутациях, вызванных физическими и химическими канцерогенами, под влиянием вирусных регуляторных элементов, многократно увеличивающих их экспрессию. В таком случае малигнизацию можно представить как следствие аномальной экспрессии протоонкогенов. Далеко не каждая мутация в клетке приходит к канцерогенезу, для его возникновения, вероятно, требуется сочетание нескольких условий одновременно и даже несколько специфических реакций одновременно. Некоторые факторы, не являясь непосредственной причиной канцерогенеза, оказывают влияние на ход процесса. Так, гормоны не изменяют первичную структуру ДНК, но некоторые влияют на митотическую активность клеток, повышая вероятность возникновения опухолей (показательны в этом отношении эстрогены). Факторами, увеличивающими вероятность злокачественной трансформации, могут быть дефекты в системах иммунитета и репарации.