Что такое мутация? Как она вызывает развитие рака?

Что такое мутация? Краткий обзор

Мутацияв самом кратком определении означает изменение . Более подробное определение таково: ДНКизменяется на уровне отдельных оснований либо вследствие удаления, добавления или перестройки более крупных участков генов или хромосом меняется структура гена. Такое генетическое изменение может передаваться или не передаваться потомству; наследственность подробнее рассматривается ниже.

На клеточном уровне рак — генетическая болезнь. В генах, контролирующих размножение клеток и их отношения друг с другом, накопление мутаций в результате приводит к канцерогенезу (развитию рака) и его возникновению.

Как мутация вызывает рак?

В клетках находится основная управляющая молекула — ДНК. Через содержащиеся гены она обеспечивает жизненные процессы организма.

Для понимания мутаций кратко рассмотрим структуру: ДНК — двойная спираль, где противоположные нуклеотиды образуют подобие лестницы. Многие повседневные факторы (курение, определенные химические вещества, инфекции, ультрафиолет) могут нарушать структуру ДНК и разрывать пары нуклеотидов. Эти изменения / повреждения называют мутациями.

Представим всю генетическую информацию (геном) книгой. Ее алфавит — 4 нуклеотида ДНК, а заголовки — гены. Если стереть букву или вырвать страницу, книга начинает терять смысл. Подобны этому и повреждения генов человека.

Системы репарации ДНК

Клетки выработали защиту от мутаций. Эти системы называют системами репарации ДНК . Мутации их генов — одна из главных причин рака. Раковые клетки с их помощью исправляют поврежденные лечением гены. В последние годы одно из направлений онкологии — создание лечения, например ингибиторов PARP, направленного на репарацию ДНК.

Накопление повреждений ДНК вызывает рак

Одной мутации недостаточно для бесконтрольного размножения клетки. Масштабные исследования показали, что к нему могут привести 4 или более мутаций.

Каковы примеры мутаций?

Мутации делят на 2 основных класса: наследственные и ненаследственные. Иными словами, герминальные (в половых клетках, наследуемые) и соматические (в клетках тела, ненаследуемые).

1. Герминальная мутация: мутации половых клеток (гамет) передаются потомству. Тогда они присутствуют в каждой клетке организма. Наследственные онкологические синдромывызваны передачей поврежденного гена потомству. Например, герминальные мутации BRCA1 и BRCA2 повышают наследственного рака молочной железы или яичников риск. Наследственные виды составляют 10 процентов всех случаев рака. Более чем в % 50 раков человека поврежден ген P53. Герминальная мутация P53 встречается редко. Поскольку P53 — контрольный ген, он запускает рак; бесконтрольная работа поврежденного p53 мешает нормальной работе других генов.
2. Соматическая мутация: повреждение в клетках тела. Оно не передается потомству. Возникшие повреждения генов сохраняются в организме всю жизнь. Образ жизни (ожирение, солнце без защиты, курение, инфекции) — важнейший фактор таких повреждений. Курение, ультрафиолет (UV), вирусы и старение запускают повреждения генов. Возникающий из повреждений клеток тела рак называют спорадическим. Он составляет 80 процентов всех случаев.

Повреждения ДНК (мутации) важны для исследований, поскольку объясняют причину рака. Большинство видов не связано с одним геном: рак возникает из взаимодействия нескольких генов друг с другом и окружением. В последние годы лучшее понимание повреждений ДНК стало возможно благодаря изучающей связь генов и среды эпигенетике как науке.

Мутации, способные вызвать рак, определяют генетическими тестами

При раке генетические тесты мы используем с 2 основными целями:

1. Выявить спорадические канцерогенные генетические изменения опухоли (не переданные родителями, возникшие в течение жизни) и проверить пригодность таргетных препаратов.
2. При семейном анамнезе рака выявить наследственные изменения генов, оценить индивидуальный и семейный риск, помочь ранней диагностике и оценить пригодность лекарств против наследственных генов рака. По новым данным, около 13 процентов всех раков связаны с наследственными мутациями.

Существуют разные методы генетического анализа при раке

• Молекулярно-генетические тесты: анализируют один ген или участок ДНК и выявляют изменения — варианты — либо мутации, вызывающие генетическое нарушение.
• Биохимические генетические тесты: измеряют количество или активность белков, производимых генами, чтобы понять изменения ДНК.
• Хромосомные генетические тесты: изучают все хромосомы или большую часть ДНК, выявляя нарушения из-за недостающих или лишних хромосом.