Skip to main content
Global

6.3: السرطان ودورة الخلية

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    191531

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

    السرطان هو اسم جماعي للعديد من الأمراض المختلفة التي تسببها آلية مشتركة: الانقسام الخلوي غير المنضبط. على الرغم من التكرار والمستويات المتداخلة للتحكم في دورة الخلية، تحدث أخطاء. إحدى العمليات الحرجة التي تتم مراقبتها بواسطة آلية مراقبة نقطة تفتيش دورة الخلية هي النسخ الصحيح للحمض النووي خلال المرحلة S. حتى عندما تعمل جميع عناصر التحكم في دورة الخلية بكامل طاقتها، سيتم نقل نسبة صغيرة من أخطاء النسخ المتماثل (الطفرات) إلى الخلايا الوليدة. في حالة حدوث أحد هذه التغييرات في تسلسل نيوكليوتيد الحمض النووي داخل الجين، ينتج عن ذلك طفرة جينية. تبدأ جميع أنواع السرطان عندما تؤدي الطفرة الجينية إلى بروتين معيب يشارك في عملية تكاثر الخلايا. قد يكون التغيير في الخلية الناتج عن البروتين المشوه طفيفًا. ولكن حتى الأخطاء البسيطة قد تسمح بحدوث أخطاء لاحقة بسهولة أكبر. مرارًا وتكرارًا، تنتقل الأخطاء الصغيرة غير المصححة من الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة وتتراكم حيث ينتج كل جيل من الخلايا المزيد من البروتينات غير الوظيفية من تلف الحمض النووي غير المصحح. في النهاية، تتسارع وتيرة دورة الخلية مع انخفاض فعالية آليات التحكم والإصلاح. ويتجاوز النمو غير المنضبط للخلايا المتحورة نمو الخلايا الطبيعية في المنطقة، ويمكن أن ينتج عن ذلك ورم.

    الجينات البروتونومية

    تُسمى الجينات التي ترمز إلى منظمات دورة الخلية الإيجابية بالجينات البروتو-أونكوجين. الجينات الأولية للأورام هي جينات طبيعية تتحول، عند تحورها، إلى جينات سرطانية - وهي جينات تتسبب في أن تصبح الخلية سرطانية. ضع في اعتبارك ما قد يحدث لدورة الخلية في خلية تحتوي على جين سرطاني تم الحصول عليه مؤخرًا. في معظم الحالات، سيؤدي تغيير تسلسل الحمض النووي إلى بروتين أقل فاعلية (أو غير وظيفي). تكون النتيجة ضارة بالخلية ومن المرجح أن تمنع الخلية من إكمال دورة الخلية؛ ومع ذلك، لا يتضرر الكائن الحي لأن الطفرة لن تستمر إلى الأمام. إذا لم تتمكن الخلية من التكاثر، فلن يتم نشر الطفرة ويكون الضرر ضئيلًا. ولكن في بعض الأحيان، تتسبب الطفرة الجينية في تغيير يزيد من نشاط المنظم الإيجابي. على سبيل المثال، يمكن للطفرة التي تسمح بتنشيط Cdk، وهو بروتين يشارك في تنظيم دورة الخلية، قبل أن يتم تنشيطه أن تدفع دورة الخلية إلى ما بعد نقطة التفتيش قبل استيفاء جميع الشروط المطلوبة. إذا تعرضت الخلايا البنت الناتجة للتلف الشديد بحيث لا يمكنها إجراء المزيد من الانقسامات الخلوية، فلن يتم نشر الطفرة ولن يلحق أي ضرر بالكائن الحي. ومع ذلك، إذا كانت الخلايا البنت غير النمطية قادرة على الانقسام أكثر، فمن المحتمل أن يتراكم الجيل التالي من الخلايا المزيد من الطفرات، بعضها ربما في جينات إضافية تنظم دورة الخلية.

    مثال Cdk هو واحد فقط من العديد من الجينات التي تعتبر من الجينات الأولية السرطانية. بالإضافة إلى البروتينات التنظيمية لدورة الخلية، يمكن تغيير أي بروتين يؤثر على الدورة بطريقة تتجاوز نقاط التفتيش في دورة الخلية. بمجرد تغيير الجين البروتو-أونكوجين بحيث تكون هناك زيادة في معدل دورة الخلية، يُطلق عليه بعد ذلك اسم الجين الورمي.

    جينات مثبطة للورم

    وعلى غرار الجينات الأولية السرطانية، تم اكتشاف العديد من البروتينات التنظيمية السلبية لدورة الخلية في الخلايا التي أصبحت سرطانية. الجينات المثبطة للأورام هي جينات ترمز إلى بروتينات المنظم السلبي، وهو نوع المنظم الذي - عند تنشيطه - يمكن أن يمنع الخلية من الخضوع لانقسام غير متحكم فيه. تتمثل الوظيفة الجماعية للبروتينات الجينية المثبطة للورم الأكثر فهمًا، وهي بروتين الورم الأرومي الشبكي (RB1) و p53 و p21، في وضع حاجز أمام تقدم دورة الخلية حتى يتم الانتهاء من أحداث معينة. قد لا تتمكن الخلية التي تحمل شكلًا متحورًا من المنظم السلبي من إيقاف دورة الخلية إذا كانت هناك مشكلة.

    تم تحديد جينات p53 المتحولة في أكثر من نصف جميع خلايا الورم البشري. هذا الاكتشاف ليس مفاجئًا في ضوء الأدوار المتعددة التي يلعبها بروتين p53 في نقطة تفتيش G 1. ينشط بروتين p53 الجينات الأخرى التي توقف منتجاتها دورة الخلية (مما يتيح الوقت لإصلاح الحمض النووي)، وينشط الجينات التي تشارك منتجاتها في إصلاح الحمض النووي، أو ينشط الجينات التي تبدأ موت الخلايا عندما يتعذر إصلاح تلف الحمض النووي. يمكن أن يؤدي الجين p53 التالف إلى تصرف الخلية كما لو لم تكن هناك طفرات (الشكل\(\PageIndex{1}\)). وهذا يسمح للخلايا بالانقسام ونشر الطفرة في الخلايا الوليدة والسماح بتراكم طفرات جديدة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن للنسخة التالفة من p53 الموجودة في الخلايا السرطانية أن تؤدي إلى موت الخلايا.

    يوضح هذا الرسم التوضيحي تنظيم دورة الخلية بواسطة p53. عادةً ما يوقف بروتين p53 دورة الخلية استجابة لتلف الحمض النووي أو تشوهات دورة الخلية أو نقص الأكسجين. بمجرد إصلاح الضرر، تتم إعادة تشغيل دورة الخلية. إذا تعذر إصلاح الضرر، يحدث موت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج). لا يوقف p53 المتحور دورة الخلية استجابة للتلف الخلوي. ونتيجة لذلك، تستمر دورة الخلية وقد تصبح الخلية سرطانية.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): (أ) دور p53 هو مراقبة الحمض النووي. في حالة اكتشاف الضرر، يقوم p53 بتشغيل آليات الإصلاح. إذا كانت الإصلاحات غير ناجحة، فإن p53 يشير إلى موت الخلايا المبرمج. (ب) لا تستطيع الخلية التي تحتوي على بروتين p53 غير الطبيعي إصلاح الحمض النووي التالف ولا يمكنها الإشارة إلى موت الخلايا المبرمج. يمكن أن تصبح الخلايا ذات p53 غير الطبيعي سرطانية. (تصوير: تعديل العمل من قبل تييري سوسي)

    مفهوم في العمل

    انتقل إلى موقع الويب هذا لمشاهدة رسم متحرك يوضح كيف ينتج السرطان عن الأخطاء في دورة الخلية.

    ملخص

    السرطان هو نتيجة الانقسام الخلوي غير المقيد الناجم عن انهيار الآليات التي تنظم دورة الخلية. يبدأ فقدان السيطرة بتغيير تسلسل الحمض النووي للجين الذي يرمز لأحد الجزيئات التنظيمية. تؤدي التعليمات الخاطئة إلى بروتين لا يعمل كما ينبغي. يمكن أن يسمح أي تعطيل لنظام المراقبة بنقل الأخطاء الأخرى إلى الخلايا البنت. سيؤدي كل انقسام خلوي متتالي إلى ظهور خلايا ابنة مع المزيد من الضرر المتراكم. في نهاية المطاف، تصبح جميع نقاط التفتيش غير فعالة، وتؤدي الخلايا التي تتكاثر بسرعة إلى ازدحام الخلايا الطبيعية، مما يؤدي إلى نمو الورم.

    مسرد المصطلحات

    الجين الورمي
    نسخة متحولة من الجين الأولي للأورام، والذي يسمح بالتقدم غير المنضبط لدورة الخلية، أو تكاثر الخلايا غير المنضبط
    بروتو-أونكوجين
    جين طبيعي يتحكم في انقسام الخلايا من خلال تنظيم دورة الخلية التي تصبح جينًا سرطانيًا إذا تم تحورها
    جين مثبط للورم
    الجين الذي يرمز إلى البروتينات المنظمة التي تمنع الخلية من الخضوع للانقسام غير المنضبط

    المساهمون والصفات