«Генетика раковых клеток»



Скачать 275,32 Kb.
Дата02.06.2018
Размер275,32 Kb.
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Юго-Восточный административный округ

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 2129" имени Героя Советского Союза П.И. Романова

Тема: «Генетика раковых клеток»

Ученицы:

Ализаде Семы Рамин кызы

11 «С» класса

Руководители проекта:

В.Д.Остапенков


В.В.Гулин

Москва, 2017

Оглавление

Оглавление


Введение 3

ГЛАВА I. РАК - ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЩИЙ ОБЗОР 4

1.1.Определение рака и вероятность развития. 4

1.2.Клеточный цикл и рак. 8

Вирус саркомы Рауса и онкогены 9

Заключение 19

Список литературы 20



Введение


Генетическая основа рака

В настоящее время установлено, что рак является генетическим нарушением на клеточном уровне, которое включает изменение относительно небольшого числа генов. Многие из этих генов в норме регулируют прохождение стадий клеточного цикла, а потеря или инактивация этих генов вызывает неконтролируемое деление клетки и формирование опухолей. Факторы внешней среды, включая вирусы, также играют роль в генетических изменениях, которые вызывают превращение нормальных клеток в раковые.

Целью работы является изучение раздела генетики раковых клеток, собрать и исследовать как можно больше имеющейся информации об эволюции раковых клеток, основываясь на генетике опухоли и суммируя результаты, полученные к настоящему времени по проблеме онкогенов.

Для выполнения поставленной цели нами были сформулированы следующие задачи:



  1. Изучить имеющуюся литературу по теме «генетика раковых клеток».

  2. На основе изученной литературы выяснить степень участия наследственных факторов в возникновении опухоли у человека.

  3. Определить прогноз здоровья для близких родственников больного (т.е. вероятности возникновения у них злокачественной опухоли) и прогноз для потомства больного, т.е. вероятность проявления опухоли.

Методы работы:

1.Опрос, анкетирование

2. Исследования - самостоятельная работа с литературой

3.Анализ полученных ответов



ГЛАВА I. РАК - ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЩИЙ ОБЗОР


    1. Определение рака и вероятность развития.

Рак – это не одна болезнь, это группа разнообразных заболеваний, затрагивающих широкий круг клеток и тканей. Рак представляет собой разрастание клеток, которые развиваются в организме в неправильное время и в несоответствующем месте. Когда в клетках происходит мутации, нарушающие регуляцию деления, клетки размножаются, образуя массы, которые называются опухолями. Опухоли незлокачественного происхождения (доброкачественные) не проявляют деструктивные свойства. Опухолевый рост сопровождается ростом новых кровеносных сосудов, питающих опухоль; этот процесс называется ангиогенезом. Наконец, злокачественные клетки могут покидать свою первоначальную локализацию и перемещаться на новые места в организме. Этот процесс называется метастазированием.

Вероятность развития рака в течение жизни (на примере США) составляет 50% для мужчин и 33% для женщин.

Ежегодно в США диагностируется более 1 миллиона случаев рака, при этом более 500 000 больных ежегодно умирает.

В большинстве случаев раковых заболеваний мутации возникают в соматических клетках1 и не передаются следующим поколениям через клетки зародышевого пути. Однако примерно 1 % случаев происходящие в клетках зародышевого пути мутации, передаются потомству, обусловливаются предрасположенность к раку.

В любом случае, сейчас показано, что рак является следствием генетических нарушений на клеточном уровне.

Мутации, которые изменяют экспрессию генов2, сейчас признаны общей чертой всех раковых заболеваний, то есть рак – генетическое заболевание на уровне соматических клеток.



Табл.1




Пол

От рождения до 39 лет

40 – 59 лет

60 – 79 лет

От рождения до смерти

Рак любой локализации

Муж

1 из 62

1 из 12

1 из 3

1 из 2




Жен

1 из 52

1 из 11

1 из 4

1 из 3

Рак молочной железы

Жен

1 из 235

1 из 25

1 из 15

1 из 8

Рак простаты

Муж

1 из 10 000

1 из 53

1 из 7

1 из 6

Рак толстой и прямой кишки

Муж

1 из 1500

1 из 124

1 из 29

1 из 18




Жен

1 из 1900

1 из 149

1 из 33

1 из 18

Рак легких

Муж

1 из 2500

1 из 78

1 из 16

1 из 12




Жен

1 из 2900

1 из 106

1 из 25

1 из 18

Изменение генома, связанные с раком, разнообразны. Они включают генные мутации, например единичные нуклеотидные замены, крупные структурные перестройки, а также интеграцию в человеческий геном вирусных последовательностей.

Обычно больной наследуют лишь один мутантный аллель, ответственный за заболевание.

Существует класс генов увеличивающих риск развития рака, которые можно назвать генами предрасположенности к раку.

Факторы среды, увеличивающие частоту мутаций, могут также увеличить и частоту возникновения рака. Практически все, известные как средовые, канцерогенные факторы (ионизирующая радиация, химические вещества и вирусы) являются мутагенами.

У всех опухолевых клеток есть два общих признака:


  1. Неконтролируемый рост

  2. Способность к метастазированию, то есть к распространению из места возникновения опухоли в другие участки тела.

У опухолевых клеток контроль за клеточным циклом утрачен, а скорость деления таких клеток увеличена.

Опухоли классифицируются на четыре основные группы по типу клеток, из которых происходят эти различные неоплазии, или растущие массы аномальных клеток. Наиболее часто встречающиеся опухоли человекам представлены карциномами, которые образуются при трансформации эпителиальных клеток, выстилающих полости и поверхности различных органов. К числу распространенных относятся карциномы легкого, кишки, молочной железы, предстательной железы и кожи. Несколько реже развиваются саркомы, которые возникают из мезенхимальной ткани, образующейся из фибробластов и близких по типу клеток; к этой группе относятся опухоли костей и мышц. Частыми мишенями при канцергенезе служат органы гемопоэза ( кроветворения) , и злокачественная трансформации соответствующих клеток приводит к развитию лейкоза, лимфом, миелом и близких заболеваний. К четвертой группе относятся опухоли из нейробластомальных клеток. Они включают нейробластомы, глиобластомы, нейромы, нейрофибросаркомы и меланомы.

Метастазирование контролируется генными продуктами, которые расположены на клеточной поверхности и обеспечивают взаимодействие с межклеточным матриксом и другими клетками.

РИС. 1. Рак может развиваться как в виде локальной опухоли, так и давать обширные метастазы. На схеме показаны основные этапы опухолевого роста эпителиальных клеток в результате возникновения в них мутаций.



Табл.2. Частота развития опухолей различных тканей, характер опухолевого процесса и эффективность его лечения существенным образом варьируют.



ЛОКАЛИЗАЦИЯ ОПУХОЛИ

ЗАРЕГИСТРИРОВАНО НОВЫХ СЛУЧАЕВ

СМЕРТНОСТЬ

ВСЕ ОПУХОЛИ

1 479 350

562 340

Полость рта и глотка

35 720

7 600

Пищеварительная система

275 720

135 830

Дыхательная система

236 990

163 790

Мягкие ткани (включая сердце)

10 660

3 820

Кости и суставы

2 570

1 470

Кожа (исключая базальный и плоский эпителий)

74 610

11 590


Молочная железа

194 280

40 610

Половая система

282 690

56 160

Выделительная система

131 019

28 100

Глаз и глазница

2 350

230

Головной мозг и другие органы нервной системы

22 070

12 920

Эндокринная система

39 330

2 470

Лимфомы

74 490

20 790

Множественная миелома

20 580

10 580

Лейкозы

44 790

21 870

Опухоли прочей и неустановленной локализации3

31 490

44 510

Онкология быстро развивается из простого описания различных и как будто бы не связанных между собой феноменов в стройную систему, в которой свойства клеток и опухолей можно выразить в рамках нескольких основных характеристик. В настоящем разделе описаны эти характеристики и то, каким образом с их помощью можно объяснить сложный и изменчивый характер опухолей человека.

    1. Клеточный цикл и рак.

Клеточный цикл - последовательность событий, происходящих между митотическими делениями эукариотической клетки. Эти события тесно связаны с генетикой рака, поэтому сначала мы остановимся на клеточном цикле и генах, регулирующих клеточный цикл.

Все злокачественные опухоли развиваются в результате мутации генов, регулирующих рост клеток. Деление раковых клеток во многом напоминает деление нормальных клеток, но в раковых клетках часто утрачены механизмы регуляции клеточного цикла.

Клеточный цикл в норме включает две фазы:

S-фаза: происходит репликация ДНК; длительность S-фазы прибл. 8 ч.

М-фаза (митоз): в результате делении клеток образуются две дочерние; длительность этой фазы - прибл. 1 ч.

Эти две фазы отделяются двумя другими фазами, в течение которых не происходит ни синтез ДНК, ни деления клеток.

G1: между М и S-фазой; продолжительность вариабельна.

G2: между S и М-фазой.

Клетки могут перейти в состояние покоя и не делиться, они выходят из клеточного цикла в фазе G1 и переходят в фазу G0/

Многие молекулы, участвующие в осуществлении клеточного цикла и его регуляции, уже установлены. Одна из таких групп белковых молекул, играющих важную роль,- циклины. Они побуждают клетку к делению путем активации циклин- зависимых киназ (ЦЗК).

Регуляция клеточного цикла

Благодаря регуляции клеточного цикла в норме осуществляется точный контроль за дупликацией ДНК и последующим делением клетки и предупреждается потеря генетической информации. Клеточный цикл имеет ряд контрольных точек, играющих важную роль в защите нормального генома от повреждения.

Регуляция клеточного цикла имеет существенное значение для сохранения целостности нормальных генов.

Переход G1-S

Переход из G1-фазы в S-фазу находится под жестким контролем, осуществляемым с учетом таких факторов, как размер клетки, ее метаболическая активность, доступность факторов роста и целостность ДНК. Наиболeе важная контрольная точка в клеточном цикле- точка рестрикции, она непосредственно предшествует вступлению в S-фазу. Прохождение через эту точку регулирует рядом факторов роста и важных генов, включая p53.

Ген р53 играет ключевую роль в поддержании стабильности генома. Деление нормальной клетки с поврежденной ДНК останавливается в G1-фазе или под контролем гена р53 запускается механизм запрограммированной гибели клетки (апоптоз). Этот ген у больных раком наиболее часто подвергается мутациям, и это неудивительно, так как утрата контроля над стабильностью генома- основная особенность рака.

Ген р53 регулирует переход из М1- фазы в S-фазу.

Ген р53 считают «стражем» генома.

Ген р53- наиболее часто мутирующий ген при раке.

Вирус саркомы Рауса и онкогены



Из онкогенных вирусов первым был открыт вирус саркомы Рауса ( RSV , ВСР), вызывающий злокачественные опухоли у кур. Изучение механизма трансформации клетки, т. е. превращение из нормальной в раковую, привело в 1970 г. американских ученых Г. Темина и Д. Балтимора к открытию явления обратной транскрипции . RSV содержит фермент, называемый обратной транскриптазой. Он представляет собой ДНК-полимеразу, которая сначала синтезирует цепь ДНК, используя в качестве матрицы одну из идентичных молекул вирусной РНК, а затем вторую, комплементарную цепь ДНК. В результате образуется двухцепочечная ДНК (рис). Она может встроиться в хромосому клетки-хозяина. Такой процесс встраивания в хромосомную ДНК называют интеграцией . Вирусный геном в форме интегрированной ДНК, синтезированной по проникшей в клетку вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы, называется провирусом4. Провирус становится частью генетического материала клетки, реплицируется вместе с клеточной ДНК и при делении передается дочерним клеткам. В скрытой (латентной) форме провирус может пребывать бесконечно долгое время, переходя от родителей к потомкам через сперматозоид или яйцеклетку.





Онкоген

Происхождение

Вид

Функция в клетке

src

Вирус саркомы Рауса

Курица

Сигнальный белок тирозинкиназы

fos

Вирус остеосаркомы FBJ

Мышь

Транскрипционный фактор

sis

Вирус саркомы обезьян

Обезьяна

Фактор роста тромбоцитов

Abl

Вирус лейкоза Абельсона

Мышь

Тирозинкиназа

myc

Вирус миелоцитоматоза птиц

Курица

Транскрипционный фактор

erbB

Вирус эритробластоза птиц

Курица

Рецептор фактор роста эпидермиса

N-ras

Нейробластома, лейкоз

Человек

ГТФ- связывающий белок








Заключение



Список литературы


htt: , (htt),

[htt]


1Соматические клетки— клетки, составляющие тело многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.

2 Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок.

3 Превышение смертности над количеством зарегистрированных случаев заболевания объясняется отсутствием данных о локализации опухоли в соответствующей графе свидетельство о смерти

4 Провирус вирусная ДНК , интегрированная в геном клетки-хозяина


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница