კიბოს დროს მუტირებული გენების ფუნქციები, უჯრედის მემბრანის რეცეპტორები და სასიგნალო გზები

კიბოს უჯრედებში ხშირად მუტაციის განმცდელი გენები დიდ გავლენას ახდენს დაავადების განვითარებასა და გავრცელებაზე. ამ სტატიაში ყურადღებას გავამახვილებთ ცილების ზოგიერთ ძირითად ტიპზე, რომლებსაც კიბოსთან დაკავშირებული გენები აკოდირებს და რომლებიც უჯრედის სასიგნალო გზებში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. ეს ცილები უჯრედის ზედაპირიდან მის შიგნით სხვადასხვა სიგნალს აღიქვამს და აკონტროლებს ისეთ პროცესებს, როგორიცაა უჯრედის ზრდა, გამრავლება და გადარჩენა.

უჯრედის მემბრანის რეცეპტორები: სიგნალის გადაცემის პირველი ნაბიჯი

ბევრი რეცეპტორი უჯრედის ზედაპირზეა განლაგებული და უჯრედის გარემოში არსებულ სიგნალებს აღიქვამს. ზოგი სხვა რეცეპტორი კი უჯრედის შიგნით, ციტოპლაზმაში ან ორგანელების მემბრანებზე მდებარეობს და პასუხობს სიგნალებს, რომლებსაც უჯრედში შეღწევა შეუძლია. ამ რეცეპტორების მუშაობის გაგება ძირითადი ნაბიჯია იმის გასააზრებლად, თუ როგორ იწყება კიბოს უჯრედების უკონტროლო გამრავლება.

თავდაპირველად განვიხილავთ უჯრედის მემბრანაზე არსებულ და კიბოს სასიგნალო გზებში მონაწილე რეცეპტორების ორ ძირითად ტიპს:

1. G-ცილასთან შეწყვილებულ რეცეპტორებს (GPCR) და
2. რეცეპტორულ ტიროზინკინაზებს (RTK).

G-ცილასთან შეწყვილებული რეცეპტორები (GPCR): უჯრედის გარედან მიღებული სიგნალების აქტივაცია

G-protein coupled receptors (G-ცილასთან შეწყვილებული რეცეპტორები, GPCR) ისეთი სტრუქტურისაა, რომელიც უჯრედის მემბრანას შვიდჯერ კვეთს და უჯრედის გარეთ არსებულ ლიგანდებს უკავშირდება. ამ რეცეპტორებს „G-ცილა“ იმიტომ ეწოდება, რომ ლიგანდის დაკავშირებისას ეს სიგნალი უჯრედის შიგნით არსებულ, „G-ცილად“ წოდებულ ცილების კლასს ააქტიურებს. GPCR-ების აქტივაცია უჯრედში ქვედა ნაკადად (ქვემოთ მიმართული ნაკადი) ცნობილ სხვადასხვა სასიგნალო გზას აამოქმედებს და ამით უჯრედის ზრდას, გამრავლებასა და სხვა ფუნქციებს არეგულირებს.

რეცეპტორული ტიროზინკინაზები (RTK): მნიშვნელოვანი როლი უჯრედშიდა ფოსფორილაციასა და სიგნალის გადაცემაში

რეცეპტორების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კლასია უჯრედის მემბრანაზე განლაგებული და მხოლოდ ერთი ტრანსმემბრანული (მემბრანის გამჭოლი) დომენის მქონე რეცეპტორული ტიროზინკინაზები (RTK). ლიგანდებთან დაკავშირებისას RTK-ები ერთიანდება (დიმერიზდება), აქტიურდება და ერთმანეთის ფოსფორილაციას ახორციელებს. ფოსფორილაცია ცილაზე ფოსფატის ჯგუფის დამატებას ნიშნავს; ეს პროცესი უჯრედში სხვადასხვა სიგნალის გავრცელებას უზრუნველყოფს და კიბოს უჯრედებში ზრდისა და მეტასტაზირების სტიმულირება შეუძლია.

ქვედა ნაკადის სასიგნალო კასკადები: სიგნალის გავრცელება უჯრედის შიგნით

უჯრედში სასიგნალო გზები კასკადის სახით მიმდინარეობს, რომელშიც ერთი ცილა მეორეს ააქტიურებს; ამ პროცესით სიგნალი უჯრედის შიგნით ძლიერდება. ამ კასკადის მუშაობის ძირითად მექანიზმებს შორისაა ფოსფორილაცია და GTP-ის დაკავშირება. ფოსფორილაცია ცილას ფოსფატის ჯგუფს ამატებს და ააქტიურებს, ხოლო GTP-ის დაკავშირება G-ცილებს ააქტიურებს. ამ პროცესების დარღვევამ შეიძლება უჯრედის უკონტროლო ზრდა და კიბოს წარმოქმნა გამოიწვიოს.

ტრანსკრიპციის ფაქტორები და DNA-ის აღდგენის ფაქტორები: ბირთვული ცილების გავლენა კიბოზე

უჯრედშიდა სასიგნალო გზები, ჩვეულებრივ, უჯრედის ბირთვში სრულდება და იქ ააქტიურებს გენების ექსპრესიის მაკონტროლებელ ტრანსკრიპციის ფაქტორებს (TF). ტრანსკრიპციის ფაქტორები გარკვეულ გენებს ააქტიურებს და ამით უჯრედის ზრდას, გადარჩენასა და მეტასტაზირებას არეგულირებს. ამასთან, უჯრედში არსებობს ბირთვული ცილებიც, რომლებიც DNA-ის აღდგენაში მონაწილეობს. DNA-ის აღდგენის ფაქტორები DNA-ის დაზიანებას ასწორებს, უჯრედის გენეტიკურ მთლიანობას ინარჩუნებს და კიბოს განვითარების წინააღმდეგ მნიშვნელოვან თავდაცვით ხაზს ქმნის.

უჯრედული ციკლი და აპოპტოზი: უჯრედული წონასწორობის შენარჩუნება

უჯრედული ციკლის გაგრძელება და იმის განსაზღვრა, თუ როდის უნდა გაიყოს ან მოკვდეს უჯრედი, კრიტიკული პროცესებია, რომლებიც კიბოს განვითარებაზე პირდაპირ მოქმედებს. უჯრედულ ციკლს მარეგულირებელი ცილები და უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილის, აპოპტოზის, მარეგულირებლები უჯრედების ზედმეტ გამრავლებას აფერხებს და ამ წონასწორობას უზრუნველყოფს. კიბოს უჯრედებში ამ პროცესების დარღვევა უჯრედების უკონტროლო გამრავლებასა და კიბოვანი ქსოვილების წარმოქმნას იწვევს.

კიბოს გენების მიერ კოდირებული ცილების სხვა ტიპები

კიბოსთან დაკავშირებული გენები ცილების მრავალ განსხვავებულ ტიპს აკოდირებს. მათ შორისაა მეტაბოლური ფერმენტები, ქრომატინის მარეგულირებლები და უჯრედის ჩონჩხის ცილები. ეს ცილები უჯრედშიდა სასიგნალო გზების მუშაობაზე მოქმედებს და კიბოს განვითარებაში მონაწილეობს. კიბოსთან ხშირად დაკავშირებული გენების ფუნქციების გაგება კიბოს ბიოლოგიის უფრო ღრმა ცოდნას გვაძლევს.

ამ სტატიაში შევაჯამეთ, თუ როგორ უწყობს ხელს კიბოს განვითარებას კიბოს უჯრედებში მუტირებული გენები და მათ მიერ კოდირებული ცილები. კიბოსთან დაკავშირებული სასიგნალო გზებისა და უჯრედული ფუნქციების შესწავლა კიბოს მკურნალობის ახალი სტრატეგიების შემუშავების მნიშვნელოვანი ნაბიჯია.

*

კიბოს გენეტიკის შესავალი — ჩვენი თემები 

1. რა არის ჩანასახოვანი ხაზის (მემკვიდრეობითი) და სომატური მუტაცია? როგორია მათი როლი კიბოს განვითარებაში?
2. რას ნიშნავს კიბოს გენი და მუტაცია? პროტოონკოგენები და სიმსივნის დამთრგუნველი გენები
3. როგორ იწყება და პროგრესირებს კიბო?