Skip to main content
Global

6.3: סרטן ומחזור התא

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208791

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    סרטן הוא שם כולל למחלות רבות ושונות הנגרמות על ידי מנגנון משותף: חלוקת תאים בלתי מבוקרת. למרות היתירות והרמות החופפות של בקרת מחזור התא, מתרחשות שגיאות. אחד התהליכים הקריטיים המנוטרים על ידי מנגנון המעקב אחר מחסום מחזור התא הוא שכפול נכון של DNA במהלך שלב S. גם כאשר כל בקרות מחזור התא מתפקדות במלואן, אחוז קטן משגיאות השכפול (מוטציות) יועברו לתאי הבת. אם אחד מהשינויים הללו ברצף הנוקלאוטידים של ה-DNA מתרחש בתוך גן, נוצרת מוטציה גנטית. כל סוגי הסרטן מתחילים כאשר מוטציה גנטית מולידה חלבון פגום שמשתתף בתהליך רביית התאים. השינוי בתא הנובע מהחלבון המעוות עשוי להיות מינורי. אולם אפילו טעויות קלות עשויות לאפשר לטעויות הבאות להתרחש ביתר קלות. שוב ושוב, שגיאות קטנות ולא מתוקנות מועברות מתא האב לתאי הבת ומצטברות ככל שכל דור של תאים מייצר יותר חלבונים לא מתפקדים מנזק ל-DNA לא מתוקן. בסופו של דבר, קצב מחזור התא מואץ ככל שהיעילות של מנגנוני הבקרה והתיקון יורדת. צמיחה בלתי מבוקרת של התאים המוטטים עולה על הצמיחה של תאים נורמליים באזור, וגידול יכול להיווצר.

    פרוטו-אונקוגנים

    הגנים המקודדים עבור הרגולטורים החיוביים של מחזור התא נקראים פרוטו-אונקוגנים. פרוטו-אונקוגנים הם גנים נורמליים שכאשר עוברים מוטציה הופכים לאונקוגנים-גנים הגורמים לתא להפוך לסרטני. שקול מה עלול לקרות למחזור התא בתא עם אונקוגן שנרכש לאחרונה. ברוב המקרים, השינוי ברצף ה- DNA יביא לחלבון פחות פונקציונלי (או לא מתפקד). התוצאה מזיקה לתא וככל הנראה תמנע מהתא להשלים את מחזור התא; עם זאת, האורגניזם אינו נפגע מכיוון שהמוטציה לא תישא קדימה. אם תא אינו יכול להתרבות, המוטציה אינה מופצת והנזק מינימלי. אולם לעיתים מוטציה גנטית גורמת לשינוי המגביר את פעילותו של הרגולטור החיובי. לדוגמה, מוטציה המאפשרת להפעיל את Cdk, חלבון המעורב בוויסות מחזור התא, לפני שהיא אמורה להיות יכולה לדחוף את מחזור התא מעבר למחסום לפני שכל התנאים הנדרשים מתקיימים. אם תאי הבת המתקבלים פגומים מכדי לבצע חלוקות תאים נוספות, המוטציה לא תתפשט ולא נגרם נזק לאורגניזם. עם זאת, אם תאי הבת הלא טיפוסיים מסוגלים להתחלק עוד יותר, סביר להניח שהדור הבא של התאים יצבור עוד יותר מוטציות, חלקן אולי בגנים נוספים המווסתים את מחזור התא.

    הדוגמה של Cdk היא רק גנים אחד מני רבים הנחשבים לפרוטו-אונקוגנים. בנוסף לחלבונים הרגולטוריים של מחזור התא, ניתן לשנות כל חלבון המשפיע על המחזור באופן שיעקוף את מחסומי מחזור התא. לאחר שינוי פרוטו-אונקוגן כך שיש עלייה בקצב מחזור התא, הוא נקרא אז אונקוגן.

    גנים מדכאי גידולים

    בדומה לפרוטו-אונקוגנים, רבים מהחלבונים הרגולטוריים השליליים של מחזור התא התגלו בתאים שהפכו לסרטניים. גנים מדכאי גידולים הם גנים המקודדים לחלבוני הרגולטור השלילי, סוג הרגולטור שכאשר הוא מופעל - יכול למנוע מהתא לעבור חלוקה בלתי מבוקרת. התפקיד הקולקטיבי של חלבוני הגן מדכאי הגידול המובנים ביותר, חלבון רטינובלסטומה (RB1), p53 ו-p21, הוא להציב מחסום להתקדמות מחזור התא עד להשלמת אירועים מסוימים. תא הנושא צורה מוטציה של רגולטור שלילי אולי לא יוכל לעצור את מחזור התא אם יש בעיה.

    גנים שעברו מוטציה p53 זוהו ביותר ממחצית מכל תאי הגידול האנושיים. תגלית זו אינה מפתיעה לאור התפקידים המרובים שממלא חלבון p53 במחסום G 1. חלבון p53 מפעיל גנים אחרים שמוצריהם עוצרים את מחזור התא (מאפשרים זמן לתיקון DNA), מפעיל גנים שמוצריהם משתתפים בתיקון DNA, או מפעיל גנים המתחילים מוות של תאים כאשר לא ניתן לתקן נזק ל- DNA. גן p53 פגום יכול לגרום לתא להתנהג כאילו אין מוטציות (איור\(\PageIndex{1}\)). זה מאפשר לתאים להתחלק, להפיץ את המוטציה בתאי הבת ולאפשר הצטברות של מוטציות חדשות. בנוסף, הגרסה הפגועה של p53 שנמצאת בתאי סרטן אינה יכולה לעורר מוות של תאים.

    איור זה מציג את ויסות מחזור התא על ידי p53. חלבון p53 בדרך כלל עוצר את מחזור התא בתגובה לנזק ל-DNA, הפרעות במחזור התא או היפוקסיה. לאחר תיקון הנזק, מחזור התא מופעל מחדש. אם לא ניתן לתקן את הנזק, מתרחשת אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנת). מוטציה p53 אינה עוצרת את מחזור התא בתגובה לנזק תאי. כתוצאה מכך, מחזור התא נמשך והתא עלול להפוך לסרטני.
    איור\(\PageIndex{1}\): (א) תפקידו של p53 הוא לפקח על DNA. אם מתגלה נזק, p53 מפעיל מנגנוני תיקון. אם התיקונים אינם מוצלחים, p53 מסמן אפופטוזיס. (ב) תא עם חלבון p53 לא תקין אינו יכול לתקן DNA פגום ואינו יכול לאותת על אפופטוזיס. תאים עם p53 לא תקין יכולים להפוך לסרטניים. (קרדיט: שינוי עבודה מאת תיירי סוסי)

    מושג בפעולה

    היכנס לאתר זה כדי לצפות באנימציה של האופן שבו סרטן נובע משגיאות במחזור התא.

    סיכום

    סרטן הוא תוצאה של חלוקת תאים לא מבוקרת הנגרמת על ידי פירוק המנגנונים המסדירים את מחזור התא. אובדן השליטה מתחיל בשינוי ברצף ה-DNA של גן המקודד לאחת המולקולות הרגולטוריות. הוראות פגומות מובילות לחלבון שאינו מתפקד כמו שצריך. כל הפרעה במערכת הניטור יכולה לאפשר העברת טעויות אחרות לתאי הבת. כל חלוקת תאים עוקבת תוליד תאי בת עם נזק מצטבר עוד יותר. בסופו של דבר, כל המחסומים הופכים ללא תפקודיים, ותאים המתרבים במהירות דוחקים תאים נורמליים, וכתוצאה מכך צמיחה גידולית.

    רשימת מילים

    אונקוגן
    גרסה מוטציה של פרוטו-אונקוגן, המאפשרת התקדמות בלתי מבוקרת של מחזור התא, או רביית תאים בלתי מבוקרת
    פרוטו-אונקוגן
    גן נורמלי השולט בחלוקת התא על ידי ויסות מחזור התא שהופך לאונקוגן אם הוא עובר מוטציה
    גן מדכא גידולים
    גן המקודד לחלבוני הרגולטור המונעים מהתא לעבור חלוקה בלתי מבוקרת

    תורמים וייחוסים