معلومة

16.5: تنظيم السرطان والجينات - علم الأحياء

16.5: 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.

16.5: تنظيم السرطان والجينات

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.


16.7 تنظيم السرطان والجينات

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني أن تسبب السرطان؟
  • كيف يمكن للتغييرات في التعبير الجيني على مستويات مختلفة أن تعطل دورة الخلية؟

اتصال لدورات AP ®

السرطان هو مرض من أمراض التعبير الجيني المتغير الذي يمكن أن يحدث في كل مستوى من مستويات التحكم ، بما في ذلك مستويات مثيلة الحمض النووي ، واستيل هيستون ، وتفعيل عوامل النسخ. من خلال فهم كيفية عمل كل مرحلة من مراحل التنظيم الجيني في الخلايا الطبيعية ، يمكننا فهم الخطأ الذي يحدث في الحالات المريضة. على سبيل المثال ، التغيرات في نشاط الجين الكابت للورم ص 53 يمكن أن يؤدي إلى الإصابة بالسرطان. كما تم ربط الفسفرة وتعديلات البروتين الأخرى بالسرطان.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 3 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم المدرجة في إطار المناهج الدراسية أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
التفاهم الدائم 3. ب يتضمن التعبير عن المعلومات الجينية الآليات الخلوية والجزيئية.
المعرفة الأساسية 3-ب 2 تتوسط مجموعة متنوعة من عمليات إرسال الإشارات بين الخلايا وداخل الخلايا في التعبير الجيني.
ممارسة العلوم 6.2 يمكن للطالب بناء تفسيرات للظواهر بناءً على الأدلة المنتجة من خلال الممارسات العلمية.
هدف التعلم 3.22 يستطيع الطالب شرح كيف تتوسط مسارات الإشارات في التعبير الجيني ، بما في ذلك كيف يمكن أن تؤثر هذه العملية على إنتاج البروتين.
المعرفة الأساسية 3-ب 2 تتوسط مجموعة متنوعة من عمليات إرسال الإشارات بين الخلايا وداخل الخلايا في التعبير الجيني.
ممارسة العلوم 1.4 يمكن للطالب استخدام التمثيلات والنماذج لتحليل المواقف أو حل المشكلات نوعًا وكميًا.
هدف التعلم 3.23 يمكن للطالب استخدام التمثيلات لوصف آليات تنظيم التعبير الجيني.

دعم المعلم

يتمثل الدور الطبيعي لبروتين p53 في إيقاف دورة الخلية أو بدء موت الخلايا المبرمج استجابةً لمحفزات مثل تلف الحمض النووي.

نصائح للمشاركة -> قدم موضوع السرطان وتنظيم الجينات باستخدام عناصر مرئية مثل هذا الفيديو.

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 التعبير الجيني) ، 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.

ارتباط بالتعلم

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

  1. لأن الخلايا الطبيعية غالبًا ما تتأثر سلبًا بعلاجات السرطان ، بما في ذلك البروتين p53
  2. لأن الخلايا السرطانية تتأثر دائمًا بعلاجات السرطان الحالية ، بما في ذلك p53
  3. لأن الخلايا الطبيعية غالبًا ما تتأثر سلبًا بعلاجات السرطان ، باستثناء p53
  4. لأن الخلايا السرطانية لا تتأثر غالبًا بعلاجات السرطان ، باستثناء p53

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 (تعديلات فوق جينية 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 من 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 من 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.

الاتصال الوظيفي

منسق التجارب السريرية

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.

اتصال ممارسة العلوم لدورات AP®

فكر في الأمر

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.

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

دعم المعلم

السؤال الأول هو تطبيق هدف التعلم 3.22 وممارسة العلوم 6.2 لأنه يُطلب من الطلاب شرح كيف يمكن أن يؤدي التعبير الجيني المتغير إلى الإصابة بالسرطان وكيف يمكن للأدوية التي تستهدف المشكلات في مسارات الإشارات علاج السرطان.

السؤال الثاني هو تطبيق هدف التعلم 3.22 وممارسة العلوم 6.2 وهدف التعلم 3.23 وممارسة العلوم 1.4 لأن الطلاب يشرحون العلاقة بين التعديلات في مسارات الإشارة والتعديلات في التعبير الجيني ، وكيف يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى الإصابة بالسرطان.

الإجابات:

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

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 مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR) بأعداد كبيرة ، فقد يستجيب لعلاج محدد مضاد لـ EGFR. إذا لم يتم التعبير عن هذا المستقبل ، فلن يستجيب هذا السرطان للعلاج المضاد لـ EGFR.


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


16.5 لائحة الجينات ما بعد النسخ حقيقية النواة

في هذا القسم سوف تستكشف السؤال التالي:

اتصال لدورات AP ®

يمكن أن يحدث التنظيم اللاحق للنسخ في أي مرحلة بعد النسخ. إحدى آليات ما بعد النسخ المهمة هي تضفير الحمض النووي الريبي. بعد نسخ RNA ، غالبًا ما يتم تعديله لإنشاء RNA ناضج جاهز للترجمة. كما درسنا في الفصول السابقة ، فإن معالجة الرنا المرسال تتضمن إزالة الإنترونات التي لا ترمز للبروتين. تزيل Spliceosomes الإنترونات وتربط الإكسونات معًا ، غالبًا في تسلسلات مختلفة عن ترتيبها الأصلي على RNA المرسال (غير الناضج) المنسوخ حديثًا. تتم إضافة غطاء GTP إلى نهاية 5’m ويضاف ذيل poly-A إلى 3’ نهاية. ثم يترك هذا المرسال الناضج النواة ويدخل السيتوبلازم. مرة واحدة في السيتوبلازم ، يمكن تغيير طول الوقت الذي يقضيه الرنا المرسال هناك قبل أن يتحلل - وهو عمر مميز أو "العمر الافتراضي" للجزيء الذي يسمى استقرار الحمض النووي الريبي - للتحكم في كمية البروتين الذي يتم تصنيعه. يتم التحكم في استقرار الحمض النووي الريبي بواسطة عدة عوامل ، بما في ذلك microRNAs (miRNA أو RNAi ، تدخل الحمض النووي الريبي) تقلل miRNA دائمًا الاستقرار وتعزز تحلل الرنا المرسال.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 3 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم المدرجة في إطار المناهج الدراسية أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
التفاهم الدائم 3 توفر المعلومات القابلة للتوريث استمرارية الحياة.
المعرفة الأساسية 3-أ 1 الحمض النووي ، وفي بعض الحالات RNA ، هو المصدر الأساسي للمعلومات القابلة للتوريث.
ممارسة العلوم 6.5 يمكن للطالب تقييم التفسيرات العلمية البديلة.
هدف التعلم 3.1 الطالب قادر على بناء تفسيرات علمية تستخدم هياكل وآليات DNA و RNA لدعم الادعاء بأن DNA ، وفي بعض الحالات ، RNA هي المصدر الأساسي للمعلومات القابلة للتوريث.
المعرفة الأساسية 3-أ 1 الحمض النووي ، وفي بعض الحالات RNA ، هو المصدر الأساسي للمعلومات القابلة للتوريث.
ممارسة العلوم 6.4 يمكن للطالب تقديم ادعاءات وتنبؤات حول الظواهر الطبيعية بناءً على النظريات والنماذج العلمية.
هدف التعلم 3.6 يمكن للطالب أن يتنبأ كيف أن التغيير في تسلسل DNA أو RNA معين يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني.

يتم نسخ الحمض النووي الريبي ، ولكن يجب معالجته في شكل ناضج قبل أن تبدأ الترجمة. تسمى هذه المعالجة بعد نسخ جزيء الحمض النووي الريبي ، ولكن قبل ترجمته إلى بروتين ، التعديل اللاحق للنسخ. كما هو الحال مع مراحل المعالجة اللاجينية والنسخية ، يمكن أيضًا تنظيم خطوة ما بعد النسخ للتحكم في التعبير الجيني في الخلية. إذا لم تتم معالجة الحمض النووي الريبي أو نقله أو ترجمته ، فلن يتم تصنيع أي بروتين.

ربط الحمض النووي الريبي ، المرحلة الأولى من التحكم بعد النسخ

في الخلايا حقيقية النواة ، غالبًا ما تحتوي نسخة الحمض النووي الريبي على مناطق تسمى الإنترونات ، والتي تمت إزالتها قبل الترجمة. تسمى مناطق الحمض النووي الريبي التي ترمز للبروتين exons (الشكل 16.11). بعد نسخ جزيء RNA ، ولكن قبل خروجه من النواة المراد ترجمتها ، تتم معالجة RNA وإزالة الإنترونات عن طريق التضفير.

اتصال التطور

الربط البديل للحمض النووي الريبي

في السبعينيات ، لوحظت الجينات لأول مرة التي أظهرت تضفيرًا بديلًا للحمض النووي الريبي. التضفير البديل للحمض النووي الريبي هو آلية تسمح بإنتاج منتجات بروتينية مختلفة من جين واحد عند إزالة مجموعات مختلفة من الإنترونات ، وأحيانًا exons ، من النسخة (الشكل 16.12). يمكن أن يكون هذا التضفير البديل عشوائيًا ، ولكن في كثير من الأحيان يتم التحكم فيه ويعمل كآلية لتنظيم الجينات ، مع تكرار بدائل التضفير المختلفة التي تتحكم بها الخلية كطريقة للتحكم في إنتاج منتجات بروتينية مختلفة في خلايا مختلفة أو في مختلف مراحل التنمية. يُفهم الآن أن التضفير البديل هو آلية شائعة لتنظيم الجينات في حقيقيات النوى وفقًا لأحد التقديرات ، يتم التعبير عن 70 بالمائة من الجينات في البشر كبروتينات متعددة من خلال التضفير البديل.

  1. تزداد المرونة لأنه يمكن تغيير mRNA بعد اكتمال النسخ.
  2. تزداد المرونة لأنه يمكن تقسيم الجينات وإعادة توحيدها في جينات جديدة.
  3. تنخفض المرونة لأن جزيء الرنا المرسال يصبح أصغر.
  4. تنخفض المرونة بسبب تدهور الحمض النووي أثناء التضفير البديل.

تصور كيف يحدث التضفير mRNA من خلال مشاهدة العملية أثناء العمل في هذا الفيديو.

  1. بمجرد تقطيع mRNA ، لا يمكن إنشاء mRNA الأصلي مرة أخرى.
  2. لا يمكن أن ينتج الحمض النووي الريبي المقسم البروتينات المناسبة.
  3. الربط لا يحدث إطلاقا.
  4. يحدث الربط في مكان خاطئ على mRNA.

اتصال الممارسة العلمية لدورات AP®

فكر في الأمر

ما هي الميزة التطورية للربط الجيني البديل للإنترونات أثناء تعديل ما بعد النسخ من الرنا المرسال؟

قبل أن يغادر mRNA النواة ، يتم إعطاؤه "أغطية" واقية تمنع نهاية الخيط من التدهور أثناء رحلته. عادة ما يتكون الغطاء 5 بوصات ، الذي يتم وضعه على الطرف 5 من الرنا المرسال ، من جزيء غوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP). عادةً ما يتكون ذيل poly-A ، المرتبط بالطرف 3 ، من سلسلة من نيوكليوتيدات الأدينين. بمجرد نقل الحمض النووي الريبي إلى السيتوبلازم ، يمكن التحكم في طول الفترة الزمنية التي يتواجد فيها الحمض النووي الريبي هناك. كل جزيء RNA له عمر محدد ويتحلل بمعدل معين. يمكن أن يؤثر معدل الانحلال هذا على كمية البروتين الموجودة في الخلية. إذا زاد معدل الانحلال ، فلن يكون الحمض النووي الريبي موجودًا في السيتوبلازم لفترة طويلة ، مما يؤدي إلى تقصير وقت حدوث الترجمة. على العكس من ذلك ، إذا انخفض معدل الانحلال ، فإن جزيء الحمض النووي الريبي سيبقى في السيتوبلازم لفترة أطول ويمكن ترجمة المزيد من البروتين. يشار إلى معدل الانحلال هذا باستقرار الحمض النووي الريبي. If the RNA is stable, it will be detected for longer periods of time in the cytoplasm.

Binding of proteins to the RNA can influence its stability. Proteins, called RNA-binding proteins , or RBPs, can bind to the regions of the RNA just upstream or downstream of the protein-coding region. These regions in the RNA that are not translated into protein are called the untranslated regions , or UTRs. They are not introns (those have been removed in the nucleus). Rather, these are regions that regulate mRNA localization, stability, and protein translation. The region just before the protein-coding region is called the 5' UTR , whereas the region after the coding region is called the 3' UTR (Figure 16.13). The binding of RBPs to these regions can increase or decrease the stability of an RNA molecule, depending on the specific RBP that binds.

RNA Stability and microRNAs

In addition to RBPs that bind to and control (increase or decrease) RNA stability, other elements called microRNAs can bind to the RNA molecule. These microRNAs , or miRNAs, are short RNA molecules that are only 21–24 nucleotides in length. The miRNAs are made in the nucleus as longer pre-miRNAs. These pre-miRNAs are chopped into mature miRNAs by a protein called dicer . Like transcription factors and RBPs, mature miRNAs recognize a specific sequence and bind to the RNA however, miRNAs also associate with a ribonucleoprotein complex called the RNA-induced silencing complex (RISC) . RISC binds along with the miRNA to degrade the target mRNA. Together, miRNAs and the RISC complex rapidly destroy the RNA molecule.


16.5: Cancer and Gene Regulation - Biology

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • How can changes in gene expression cause cancer?
  • How can changes to gene expression at different levels disrupt the cell cycle?

اتصال لدورات AP ®

Cancer is a disease of altered gene expression that can occur at every level of control, including at the levels of DNA methylation, histone acetylation, and activation of transcription factors. By understanding how each stage of gene regulation works in normal cells, we can understand what goes wrong in diseased states. For example, changes in the activity of the tumor suppressor gene ص 53 can result in cancer. Phosphorylation and other protein modifications have also been implicated in cancer.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 3 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. The learning objectives listed in the Curriculum Framework provide a transparent foundation for the AP ® Biology course, an inquiry-based laboratory experience, instructional activities, and AP ® exam questions. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
Enduring Understanding 3.B Expression of genetic information involves cellular and molecular mechanisms.
المعرفة الأساسية 3.B.2 A variety of intercellular and intracellular signal transmissions mediate gene expression.
ممارسة العلوم 6.2 يمكن للطالب بناء تفسيرات للظواهر بناءً على الأدلة المنتجة من خلال الممارسات العلمية.
هدف التعلم 3.22 The student is able to explain how signal pathways mediate gene expression, including how this process can affect protein production.
المعرفة الأساسية 3.B.2 A variety of intercellular and intracellular signal transmissions mediate gene expression.
ممارسة العلوم 1.4 The student can use representations and models to analyze situations or solve problems qualitatively and quantitatively.
هدف التعلم 3.23 The student can use representations to describe mechanisms of the regulation of gene expression.

Cancer is not a single disease but includes many different diseases. In cancer cells, mutations modify cell-cycle control and cells don’t stop growing as they normally would. Mutations can also alter the growth rate or the progression of the cell through the cell cycle. One example of a gene modification that alters the growth rate is increased phosphorylation of cyclin B, a protein that controls the progression of a cell through the cell cycle and serves as a cell-cycle checkpoint protein.

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. This post-translational change of cyclin B prevents it from controlling the cell cycle and contributes to the development of cancer.

Cancer: Disease of Altered Gene Expression

Cancer can be described as a disease of altered gene expression. There are many proteins that are turned on or off (gene activation or gene silencing) that dramatically alter the overall activity of the cell. A gene that is not normally expressed in that cell can be switched on and expressed at high levels. This can be the result of gene mutation or changes in gene regulation (epigenetic, transcription, post-transcription, translation, or post-translation).

Changes in epigenetic regulation, transcription, RNA stability, protein translation, and post-translational control can be detected in cancer. While these changes don’t occur simultaneously in one cancer, changes at each of these levels can be detected when observing cancer at different sites in different individuals. Therefore, changes in histone acetylation (epigenetic modification that leads to gene silencing), activation of transcription factors by phosphorylation, increased RNA stability, increased translational control, and protein modification can all be detected at some point in various cancer cells. Scientists are working to understand the common changes that give rise to certain types of cancer or how a modification might be exploited to destroy a tumor cell.

Tumor Suppressor Genes, Oncogenes, and Cancer

In normal cells, some genes function to prevent excess, inappropriate cell growth. These are tumor suppressor genes, which are active in normal cells to prevent uncontrolled cell growth. There are many tumor suppressor genes in cells. The most studied tumor suppressor gene is p53, which is mutated in over 50 percent of all cancer types. The p53 protein itself functions as a transcription factor. It can bind to sites in the promoters of genes to initiate transcription. Therefore, the mutation of p53 in cancer will dramatically alter the transcriptional activity of its target genes.

LINK TO LEARNING

Watch this animation to learn more about the use of p53 in fighting cancer.

  1. because normal cells are often negatively affected by cancer treatments, including p53
  2. because cancer cells are always affected by current cancer treatments, including p53
  3. because normal cells are often negatively affected by cancer treatments, with the exception of p53
  4. because cancer cells often aren’t affected by cancer treatments, with the exception of p53

Proto-oncogenes are positive cell-cycle regulators. When mutated, proto-oncogenes can become oncogenes and cause cancer. Overexpression of the oncogene can lead to uncontrolled cell growth. This is because oncogenes can alter transcriptional activity, stability, or protein translation of another gene that directly or indirectly controls cell growth. An example of an oncogene involved in cancer is a protein called myc. Myc is a transcription factor that is aberrantly activated in Burkett’s Lymphoma, a cancer of the lymph system. Overexpression of myc transforms normal B cells into cancerous cells that continue to grow uncontrollably. High B-cell numbers can result in tumors that can interfere with normal bodily function. Patients with Burkett’s lymphoma can develop tumors on their jaw or in their mouth that interfere with the ability to eat.

Cancer and Epigenetic Alterations

Silencing genes through epigenetic mechanisms is also very common in cancer cells. There are characteristic modifications to histone proteins and DNA that are associated with silenced genes. In cancer cells, the DNA in the promoter region of silenced genes is methylated on cytosine DNA residues in CpG islands. Histone proteins that surround that region lack the acetylation modification that is present when the genes are expressed in normal cells. This combination of DNA methylation and histone deacetylation (epigenetic modifications that lead to gene silencing) is commonly found in cancer. When these modifications occur, the gene present in that chromosomal region is silenced. Increasingly, scientists understand how epigenetic changes are altered in cancer. Because these changes are temporary and can be reversed—for example, by preventing the action of the histone deacetylase protein that removes acetyl groups, or by DNA methyl transferase enzymes that add methyl groups to cytosines in DNA—it is possible to design new drugs and new therapies to take advantage of the reversible nature of these processes. Indeed, many researchers are testing how a silenced gene can be switched back on in a cancer cell to help re-establish normal growth patterns.

Genes involved in the development of many other illnesses, ranging from allergies to inflammation to autism, are thought to be regulated by epigenetic mechanisms. As our knowledge of how genes are controlled deepens, new ways to treat diseases like cancer will emerge.

Cancer and Transcriptional Control

Alterations in cells that give rise to cancer can affect the transcriptional control of gene expression. Mutations that activate transcription factors, such as increased phosphorylation, can increase the binding of a transcription factor to its binding site in a promoter. This could lead to increased transcriptional activation of that gene that results in modified cell growth. Alternatively, a mutation in the DNA of a promoter or enhancer region can increase the binding ability of a transcription factor. This could also lead to the increased transcription and aberrant gene expression that is seen in cancer cells.

Researchers have been investigating how to control the transcriptional activation of gene expression in cancer. Identifying how a transcription factor binds, or a pathway that activates where a gene can be turned off, has led to new drugs and new ways to treat cancer. In breast cancer, for example, many proteins are overexpressed. This can lead to increased phosphorylation of key transcription factors that increase transcription. One such example is the overexpression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) in a subset of breast cancers. The EGFR pathway activates many protein kinases that, in turn, activate many transcription factors that control genes involved in cell growth. New drugs that prevent the activation of EGFR have been developed and are used to treat these cancers.

Cancer and Post-transcriptional Control

Changes in the post-transcriptional control of a gene can also result in cancer. Recently, several groups of researchers have shown that specific cancers have altered expression of miRNAs. Because miRNAs bind to the 3' UTR of RNA molecules to degrade them, overexpression of these miRNAs could be detrimental to normal cellular activity. Too many miRNAs could dramatically decrease the RNA population leading to a decrease in protein expression. Several studies have demonstrated a change in the miRNA population in specific cancer types. It appears that the subset of miRNAs expressed in breast cancer cells is quite different from the subset expressed in lung cancer cells or even from normal breast cells. This suggests that alterations in miRNA activity can contribute to the growth of breast cancer cells. These types of studies also suggest that if some miRNAs are specifically expressed only in cancer cells, they could be potential drug targets. It would, therefore, be conceivable that new drugs that turn off miRNA expression in cancer could be an effective method to treat cancer.

Cancer and Translational/Post-translational Control

There are many examples of how translational or post-translational modifications of proteins arise in cancer. Modifications are found in cancer cells from the increased translation of a protein to changes in protein phosphorylation to alternative splice variants of a protein. An example of how the expression of an alternative form of a protein can have dramatically different outcomes is seen in colon cancer cells. The c-Flip protein, a protein involved in mediating the cell death pathway, comes in two forms: long (c-FLIPL) and short (c-FLIPS). Both forms appear to be involved in initiating controlled cell death mechanisms in normal cells. However, in colon cancer cells, expression of the long form results in increased cell growth instead of cell death. Clearly, the expression of the wrong protein dramatically alters cell function and contributes to the development of cancer.

New Drugs to Combat Cancer: Targeted Therapies

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.

CAREER CONNECTION

Clinical Trial Coordinator

A clinical trial coordinator is the person managing the proceedings of the clinical trial. This job includes coordinating patient schedules and appointments, maintaining detailed notes, building the database to track patients (especially for long-term follow-up studies), ensuring proper documentation has been acquired and accepted, and working with the nurses and doctors to facilitate the trial and publication of the results. A clinical trial coordinator may have a science background, like a nursing degree, or other certification. People who have worked in science labs or in clinical offices are also qualified to become a clinical trial coordinator. These jobs are generally in hospitals however, some clinics and doctor’s offices also conduct clinical trials and may hire a coordinator.

SCIENCE PRACTICE CONNECTION FOR AP® COURSES

THINK ABOUT IT

New drugs are being developed that decrease DNA methylation and prevent the removal of acetyl groups from histone proteins. Explain how these drugs could affect gene expression to help kill tumor cells.

How can understanding the gene expression in a cancer cell tell you something about that specific form of cancer?

  • You are here:  
  • الصفحة الرئيسية
  • Andover Biology Department Textbooks
  • Openstax Biology for AP Courses (textbook for Bio58x sequence)
  • Bio581
  • Chapter 16 Gene Regulation
  • 16.7 Cancer and Gene Regulation

This text is based on Openstax Biology for AP Courses, Senior Contributing Authors Julianne Zedalis, The Bishop's School in La Jolla, CA, John Eggebrecht, Cornell University Contributing Authors Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Georgia Institute of Technology, 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

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License, with no additional restrictions


85 Cancer and Gene Regulation

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • Describe how changes to gene expression can cause cancer
  • Explain how changes to gene expression at different levels can disrupt the cell cycle
  • Discuss how understanding regulation of gene expression can lead to better drug design

Cancer is not a single disease but includes many different diseases. In cancer cells, mutations modify cell-cycle control and cells don’t stop growing as they normally would. Mutations can also alter the growth rate or the progression of the cell through the cell cycle. One example of a gene modification that alters the growth rate is increased phosphorylation of cyclin B, a protein that controls the progression of a cell through the cell cycle and serves as a cell-cycle checkpoint protein.

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. This post-translational change of cyclin B prevents it from controlling the cell cycle and contributes to the development of cancer.

Cancer: Disease of Altered Gene Expression

Cancer can be described as a disease of altered gene expression. There are many proteins that are turned on or off (gene activation or gene silencing) that dramatically alter the overall activity of the cell. A gene that is not normally expressed in that cell can be switched on and expressed at high levels. This can be the result of gene mutation or changes in gene regulation (epigenetic, transcription, post-transcription, translation, or post-translation).

Changes in epigenetic regulation, transcription, RNA stability, protein translation, and post-translational control can be detected in cancer. While these changes don’t occur simultaneously in one cancer, changes at each of these levels can be detected when observing cancer at different sites in different individuals. Therefore, changes in histone acetylation (epigenetic modification that leads to gene silencing), activation of transcription factors by phosphorylation, increased RNA stability, increased translational control, and protein modification can all be detected at some point in various cancer cells. Scientists are working to understand the common changes that give rise to certain types of cancer or how a modification might be exploited to destroy a tumor cell.

Tumor Suppressor Genes, Oncogenes, and Cancer

In normal cells, some genes function to prevent excess, inappropriate cell growth. These are tumor-suppressor genes, which are active in normal cells to prevent uncontrolled cell growth. There are many tumor-suppressor genes in cells. The most studied tumor-suppressor gene is p53, which is mutated in over 50 percent of all cancer types. The p53 protein itself functions as a transcription factor. It can bind to sites in the promoters of genes to initiate transcription. Therefore, the mutation of p53 in cancer will dramatically alter the transcriptional activity of its target genes.

Watch this animation to learn more about the use of p53 in fighting cancer.

Proto-oncogenes are positive cell-cycle regulators. When mutated, proto-oncogenes can become oncogenes and cause cancer. Overexpression of the oncogene can lead to uncontrolled cell growth. This is because oncogenes can alter transcriptional activity, stability, or protein translation of another gene that directly or indirectly controls cell growth. An example of an oncogene involved in cancer is a protein called myc. Myc is a transcription factor that is aberrantly activated in Burkett’s Lymphoma, a cancer of the lymph system. Overexpression of myc transforms normal B cells into cancerous cells that continue to grow uncontrollably. High B-cell numbers can result in tumors that can interfere with normal bodily function. Patients with Burkett’s lymphoma can develop tumors on their jaw or in their mouth that interfere with the ability to eat.

Cancer and Epigenetic Alterations

Silencing genes through epigenetic mechanisms is also very common in cancer cells. There are characteristic modifications to histone proteins and DNA that are associated with silenced genes. In cancer cells, the DNA in the promoter region of silenced genes is methylated on cytosine DNA residues in CpG islands. Histone proteins that surround that region lack the acetylation modification that is present when the genes are expressed in normal cells. This combination of DNA methylation and histone deacetylation (epigenetic modifications that lead to gene silencing) is commonly found in cancer. When these modifications occur, the gene present in that chromosomal region is silenced. Increasingly, scientists understand how epigenetic changes are altered in cancer. Because these changes are temporary and can be reversed—for example, by preventing the action of the histone deacetylase protein that removes acetyl groups, or by DNA methyl transferase enzymes that add methyl groups to cytosines in DNA—it is possible to design new drugs and new therapies to take advantage of the reversible nature of these processes. Indeed, many researchers are testing how a silenced gene can be switched back on in a cancer cell to help re-establish normal growth patterns.

Genes involved in the development of many other illnesses, ranging from allergies to inflammation to autism, are thought to be regulated by epigenetic mechanisms. As our knowledge of how genes are controlled deepens, new ways to treat diseases like cancer will emerge.

Cancer and Transcriptional Control

Alterations in cells that give rise to cancer can affect the transcriptional control of gene expression. Mutations that activate transcription factors, such as increased phosphorylation, can increase the binding of a transcription factor to its binding site in a promoter. This could lead to increased transcriptional activation of that gene that results in modified cell growth. Alternatively, a mutation in the DNA of a promoter or enhancer region can increase the binding ability of a transcription factor. This could also lead to the increased transcription and aberrant gene expression that is seen in cancer cells.

Researchers have been investigating how to control the transcriptional activation of gene expression in cancer. Identifying how a transcription factor binds, or a pathway that activates where a gene can be turned off, has led to new drugs and new ways to treat cancer. In breast cancer, for example, many proteins are overexpressed. This can lead to increased phosphorylation of key transcription factors that increase transcription. One such example is the overexpression of the epidermal growth-factor receptor (EGFR) in a subset of breast cancers. The EGFR pathway activates many protein kinases that, in turn, activate many transcription factors which control genes involved in cell growth. New drugs that prevent the activation of EGFR have been developed and are used to treat these cancers.

Cancer and Post-transcriptional Control

Changes in the post-transcriptional control of a gene can also result in cancer. Recently, several groups of researchers have shown that specific cancers have altered expression of miRNAs. Because miRNAs bind to the 3′ UTR of RNA molecules to degrade them, overexpression of these miRNAs could be detrimental to normal cellular activity. Too many miRNAs could dramatically decrease the RNA population, leading to a decrease in protein expression. Several studies have demonstrated a change in the miRNA population in specific cancer types. It appears that the subset of miRNAs expressed in breast cancer cells is quite different from the subset expressed in lung cancer cells or even from normal breast cells. This suggests that alterations in miRNA activity can contribute to the growth of breast cancer cells. These types of studies also suggest that if some miRNAs are specifically expressed only in cancer cells, they could be potential drug targets. It would, therefore, be conceivable that new drugs that turn off miRNA expression in cancer could be an effective method to treat cancer.

Cancer and Translational/Post-translational Control

There are many examples of how translational or post-translational modifications of proteins arise in cancer. Modifications are found in cancer cells from the increased translation of a protein to changes in protein phosphorylation to alternative splice variants of a protein. An example of how the expression of an alternative form of a protein can have dramatically different outcomes is seen in colon cancer cells. The c-Flip protein, a protein involved in mediating the cell-death pathway, comes in two forms: long (c-FLIPL) and short (c-FLIPS). Both forms appear to be involved in initiating controlled cell-death mechanisms in normal cells. However, in colon cancer cells, expression of the long form results in increased cell growth instead of cell death. Clearly, the expression of the wrong protein dramatically alters cell function and contributes to the development of cancer.

New Drugs to Combat Cancer: Targeted Therapies

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.

Clinical Trial Coordinator A clinical trial coordinator is the person managing the proceedings of the clinical trial. This job includes coordinating patient schedules and appointments, maintaining detailed notes, building the database to track patients (especially for long-term follow-up studies), ensuring proper documentation has been acquired and accepted, and working with the nurses and doctors to facilitate the trial and publication of the results. A clinical trial coordinator may have a science background, like a nursing degree, or other certification. People who have worked in science labs or in clinical offices are also qualified to become a clinical trial coordinator. These jobs are generally in hospitals however, some clinics and doctor’s offices also conduct clinical trials and may hire a coordinator.

ملخص القسم

Cancer can be described as a disease of altered gene expression. Changes at every level of eukaryotic gene expression can be detected in some form of cancer at some point in time. In order to understand how changes to gene expression can cause cancer, it is critical to understand how each stage of gene regulation works in normal cells. By understanding the mechanisms of control in normal, non-diseased cells, it will be easier for scientists to understand what goes wrong in disease states including complex ones like cancer.

راجع الأسئلة

Cancer causing genes are called ________.

  1. transformation genes
  2. tumor suppressor genes
  3. oncogenes
  4. mutated genes

Targeted therapies are used in patients with a set gene expression pattern. A targeted therapy that prevents the activation of the estrogen receptor in breast cancer would be beneficial to which type of patient?

  1. patients who express the EGFR receptor in normal cells
  2. patients with a mutation that inactivates the estrogen receptor
  3. patients with lots of the estrogen receptor expressed in their tumor
  4. patients that have no estrogen receptor expressed in their tumor

أسئلة التفكير النقدي

New drugs are being developed that decrease DNA methylation and prevent the removal of acetyl groups from histone proteins. Explain how these drugs could affect gene expression to help kill tumor cells.

These drugs will keep the histone proteins and the DNA methylation patterns in the open chromosomal configuration so that transcription is feasible. If a gene is silenced, these drugs could reverse the epigenetic configuration to re-express the gene.

How can understanding the gene expression pattern in a cancer cell tell you something about that specific form of cancer?

Understanding which genes are expressed in a cancer cell can help diagnose the specific form of cancer. It can also help identify treatment options for that patient. For example, if a breast cancer tumor expresses the EGFR in high numbers, it might respond to specific anti-EGFR therapy. If that receptor is not expressed, it would not respond to that therapy.

قائمة المصطلحات


New Drugs to Combat Cancer: Targeted Therapies

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.


ملخص القسم

Cancer can be described as a disease of altered gene expression. Changes at every level of eukaryotic gene expression can be detected in some form of cancer at some point in time. In order to understand how changes to gene expression can cause cancer, it is critical to understand how each stage of gene regulation works in normal cells. By understanding the mechanisms of control in normal, non-diseased cells, it will be easier for scientists to understand what goes wrong in disease states including complex ones like cancer.


شاهد الفيديو: Anticancer drugs, Part 1 أدوية علاج السرطان (قد 2022).


تعليقات:

  1. Kagagul

    يجب أن أخبرك أنك على المسار الخطأ.

  2. Faenris

    أعتقد، أنك لست على حق. أنا متأكد. يمكنني ان ادافع عن هذا المنصب. اكتب لي في PM.

  3. Moogujas

    من تعرف

  4. Humility

    في رأيي ، إنه مخطئ. أنا متأكد. نحن بحاجة إلى مناقشة. اكتب لي في رئيس الوزراء ، تحدث.



اكتب رسالة