Karcynogeneza - Polski Serwis Naukowy

Karcynogeneza też kancerogeneza lub nowotworzenie – zmiany zachodzące w komórce organizmu, prowadzące do powstania nowotworu. Jest to wieloetapowy proces zachodzący na poziomie DNA komórki. Wyróżnia się w nim trzy (czasem cztery) złożone etapy: inicjację, promocję i progresję. Kancerogeneza jest najczęściej wywoływana czynnikami rakotwórczymi, takimi jak: nadfiolet, azbest, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne czy niektóre wirusy.

Czynnik rakotwórczy, karcynogen, kancerogen – czynnik, który powodując mutację materiału genetycznego, przyczynia się do rozwoju choroby nowotworowej.
Kariotyp - kompletny zestaw chromosomów komórki somatycznej organizmu. Kariotyp jest cechą charakterystyczną dla osobników tego samego gatunku, tej samej płci oraz dotkniętych tymi samymi aberracjami chromosomowymi (albo całkowicie zdrowymi). W kariotypie wyróżnia się autosomy (chromosomy nie różniące się u osobników różnych płci, u człowieka 22 pary) oraz chromosomy płci.

Osobny artykuł: Czynnik rakotwórczy.

Karcynogeneza jest procesem wieloletnim, przeciętny okres rozwoju guza o średnicy 1 cm, wynosi ok. 5 lat. Zależy to jednak od rodzaju nowotworu i tkanki w której zachodzi karcynogeneza. Dla niektórych nowotworów mogą to być miesiące, dla innych dziesiątki lat. Różny jest też czas trwania poszczególnych etapów i szybkość przechodzenia komórki z jednego etapu do kolejnego. Zainicjowane komórki mogą żyć przez wiele lat, nie wchodząc w etap promocji, ale mogą też od razu, albo w krótkim czasie od inicjacji, zacząć dalej mutować.

Białko p53 – czynnik transkrypcyjny o własnościach supresora nowotworowego. Białko p53 jest zaangażowane w regulację wielu procesów komórkowych, a w szczególności aktywacji mechanizmów naprawy DNA lub indukcji apoptozy w odpowiedzi na uszkodzenia DNA.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, Policykliczne węglowodory aromatyczne (w skrócie WWA od Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne lub PAH z angielskiego Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) - policykliczne węglowodory zawierające skondensowane pierścienie aromatyczne bez podstawników. Wiele z nich podejrzewanych jest lub ma udowodnione własności kancerogenne.

Etapy karcynogenezy

Inicjacja

Na etapie inicjacji pojawia się pojedyncza mutacja DNA. Może ona powstać spontanicznie lub pod wpływem karcynogenu. W normalnych warunkach takie pojedyncze mutacje są rozpoznawane i naprawiane przez komórkowe systemy naprawcze. Gdy uszkodzenie DNA jest zbyt poważne, żeby mogło być naprawione, komórka popełnia "samobójstwo" wchodząc na szlak apoptozy. Jeśli jednak mutacja nie zostanie naprawiona ani nie spowoduje rozpoczęcia apoptozy (pozostanie niezauważona przez systemy kontrolujące stan DNA), komórka będzie żyła dalej. Miejsce w genomie, gdzie ta mutacja zaszła, oraz czynniki, z jakimi komórka spotka się w swojej dalszej egzystencji, decydują, czy wejdzie w kolejny etap nowotworzenia. Za zainicjowane uważa się komórki, w których zaszła, i przetrwała, mutacja w obrębie genów krytycznych odpowiadających za kontrolę cyklu życiowego, np. genów regulatorowych, supresorowych czy protoonkogenów.

Protoonkogen, c-onc (gr. προτοσ = pierwszy, pierwotny) jest genem obecnym w prawidłowej komórce, potencjalnie (lecz nie aktualnie) zdolnym do wyzwolenia procesu transformacji nowotworowej. Uwarunkowana mutacją zmiana jego ekspresji sprawia, że przekształca się w onkogen, tj. gen bezpośrednio aktywujący transformację nowotworową komórki.
Guz (z łac. tumor – 1. „obrzmienie”, 2. „guz”, 3. „wzgórek, wzniesienie” 4.„duma, pycha, megalomania”, 5. „gniew, zawziętość” 6. „niepokój, wrzenie, rozruchy”, z łac. tumeo – 1. „nabrzmieć, nadąć się”, 2.„napuszyć się” 3. „być w niepokoju, w gniewie” , z indoeurop.*’ teue-/teu-/tume-- „puchnąć, obrzmiewać, krzepnąć”) – ogólnie każda nietypowa guzowata zmiana (uwypuklenie, opór przy obmacywaniu, odgraniczone ognisko w badaniu obrazowym, itp.) o nieznanym (tzn. niezdiagnozowanym) pochodzeniu.

Promocja

Etap ten polega na aktywacji onkogenów i zwiększeniu produkcji czynników odpowiedzialnych za wzrost i namnażanie komórek. Jednocześnie zachodzą dalsze mutacje, które nie są naprawiane. Szczególnie niebezpieczne są zmiany w genach odpowiadających za apoptozę i za hamowanie podziałów komórki (np. gen p53). Uszkodzenie właśnie tych rejonów DNA prowadzi do rozwoju nowotworu, bowiem prowadzi do charakterystycznych zmian, obserwowanych w komórkach nowotworowych. Wszystko to prowadzi do niekontrolowanego namnażania (proliferacji) zmutowanych komórek i rozwoju guza.

Apoptoza [z gr.] w tłumaczeniu dosłownym opadanie liści jest przenośnią, oznaczającą w odniesieniu do biologii zaprogramowaną śmierć komórki w organizmie wielokomórkowym – dzięki temu mechanizmowi usuwane są zużyte lub uszkodzone komórki. Można ją przyrównać do zaplanowanego samobójstwa komórki, mającego na celu dobro całego organizmu. W odróżnieniu od martwicy (określanej także mianem nekrozy), gdzie dochodzi do uszkodzenia jakimś zewnętrznym czynnikiem, apoptoza jest zjawiskiem naturalnym w rozwoju i życiu organizmów; mimo tego wykazano, że niektóre patogeny mogą wpływać na indukcję tego procesu, dotyczy to głównie wirusów, a także niektórych bakterii takich jak np. Helicobacter pylori. Termin apoptoza wprowadzono w 1972 roku.
Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl – z greckiego neoplasia) – grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenami i antyonkogenami. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby. U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona.

Inwersja

Czasem jest wyróżniana jako osobny etap. W jej przebiegu powstają kolejne mutacje w komórkach nowotworowych, ujawniają się zmiany fenotypowe (np. inny kształt komórek nowotworowych).

Progresja

Nieodwracalny etap, prowadzący do powstania nowotworu. Polega on głównie na pojawianiu się kolejnych zaburzeń molekularnych, przede wszystkim zmian w kariotypie. W miarę jak uszkodzenia się nakładają, powstają klony zdolne do naciekania i tworzenia przerzutów. Progresję często nazywa się uzłośliwieniem nowotworu.

Antyonkogen, inaczej gen supresorowy – gen działający hamująco na procesy proliferacji komórkowej (geny bramkowe), bądź stabilizująco na procesy utrzymujące stabilność genetyczną komórki (geny opiekuńcze).
Ultrafiolet (UV, promieniowanie ultrafioletowe, nadfiolet) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali krótszej niż światło widzialne i dłuższej niż promieniowanie rentgenowskie (ang. X-rays). Oznacza to zakres długości fali od 10 nm do 400 nm (niektóre źródła za ultrafiolet przyjmują zakres 100–400 nm). Słowo "ultrafiolet" oznacza "powyżej fioletu" i utworzone jest z łacińskiego słowa "ultra" (ponad) i słowa "fiolet" oznaczającego barwę o najmniejszej długości fali w świetle widzialnym. Dawniej było nazywane promieniowaniem "pozafiołkowym".

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)