Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Świat wirusów i nowotworów 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć . . .
Podstawy genetyki
Genetyka molekularna
Geny i ewolucja
Świat wirusów
i nowotworów

Wstęp
Wirusy . . .
Retrowirusy
Onkogeny wirusowe
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Onkogeny wirusowe
 
Onkogeny komórkowe
 
J
aką rolę w normalnych komórkach pełnią geny komórkowe, które dały początek onkogenom wirusowym? Większość koduje białka związane z kontrolą wzrostu komórki. Niektóre kodują na przykład białka regulujące transkrypcję, inne – czynniki stymulujące wzrost komórek lub wręcz niezbędne do tego procesu, jeszcze inne kodują receptory powierzchniowe specyficzne dla czynników wzrostu. Nawet drożdże i muszka owocowa mają odpowiedniki takich genów, które mogą stać się onkogenami u kręgowców. Także w tych organizmach geny owe pełnią bardzo ważną funkcję. Na przykład dwa geny drożdżowe są podobne do genu z komórek ludzkich, który w zmutowanej formie powoduje raka pęcherza i okrężnicy. Te geny drożdżowe, noszące nazwę ras, kodują białka niezbędne do przekazywania sygnałów z otoczenia do wnętrza komórki. Jeśli oba geny ras są uszkodzone, komórki drożdży nie mogą się rozwijać. Jednak jeśli wprowadzi się do nich ludzki gen ras, odzyskują zdolność wzrostu. Interesujące, że kiedy do pozbawionej obu genów ras komórki drożdżowej wprowadzi się formę ludzkiego genu ras powodującą raka, normalna kontrola wzrostu tej komórki również zostaje zaburzona. Owo zdumiewające odkrycie – że ludzki gen może wspomagać bardzo ważne funkcje u drożdży – jest prawdą również w przypadku kilku innych genów. Najwyraźniej produkty pokrewnych genów z tak odmiennych organizmów, jak człowiek i drożdże, są funkcjonalnie wymienne. Takie obserwacje są wspaniałym potwierdzeniem tezy o ewolucji różnych organizmów od wspólnego przodka. A zatem geny komórkowe dające początek wirusowym onkogenom kodują białka pełniące bardzo ważne funkcje życiowe i są zachowywane (konserwowane) w trakcie ewolucji eukariontów.
       Dlaczego geny komórkowe, które stają się onkogenami wirusowymi, nie wywołują nowotworów w zwykłych warunkach? Okazjonalnie rzeczywiście stają się onkogenami, nawet nie będąc wbudowane w retrowirusy; zdarza się to jednak tylko wtedy, gdy są w pewien sposób zmodyfikowane. Zmianę zwykłego genu w onkogen mogą wywoływać mutacje w sekwencji kodującej tego genu lub mutacje powodujące wzrost poziomu jego ekspresji. Na przykład jeśli mutacja ludzkiego genu ras spowoduje zmianę jednego z wielu aminokwasów jego białka, to komórka, w której się to zdarzyło, stanie się komórką nowotworową. Tak zmienione geny ras często spotyka się w komórkach raka pęcherza i okrężnicy oraz czasami w przypadkach raka płuc. Rearanżacje i przypadkowe duplikacje niektórych genów komórkowych także mogą zmienić kodowane przez nie produkty lub regulację ich ekspresji, tworząc w ten sposób komórkę nowotworową. Wyniki tych badań dowodzą, że odkrycie retrowirusa powodującego raka u kurcząt rzeczywiście doprowadziło w końcu do zrozumienia sposobu, w jaki mutacje normalnych komórkowych genów powodują rozwój ludzkich nowotworów.
       Innym rezultatem tych badań jest odkrycie, że w genomach ssaków (włącznie z ludzkimi) istnieją także geny supresory nowotworów. Białka kodowane przez te geny są zdolne zapobiegać transformacji nowotworowej komórek. Pewien rzadki rodzaj raka oczu – glejak siatkówki (retinoblastoma), występujący u dzieci, jest związany z mutacją w obu allelach genu „retinoblastoma”. Jeden dobry allel wystarcza do zapewnienia prawidłowego funkcjonowania i zapobiega pojawieniu się raka. Obecność białka kodowanego przez gen retinoblastoma w nieznany sposób znacząco obniża prawdopodobieństwo, że normalna komórka zrakowacieje.1
       Od podstawowych badań nad wirusami zawierającymi RNA, które powodują nowotwory u ptaków i ssaków, do tak naglących problemów klinicznych, jak nowotwory ludzi i zespół nabytego niedoboru odporności, AIDS, wiedzie bezpośrednia droga. AIDS wywołuje retrowirus zwany HIV, który zakaża i zabija pewną klasę limfocytów T, powodując ogromne zniszczenia w układzie odpornościowym. Inne ludzkie wirusy, HTLV-1 oraz HTLV-2 również infekują limfocyty T, ale efektem ich działań są chłoniaki i białaczki. HTLV-1 był pierwszym poznanym ludzkim retrowirusem. Ze względu na uprzednie intensywne badania nad retrowirusami kręgowców i dostępność technik rekombinacji DNA, zarówno budowę HIV i HTLV-1, jak i ich biologiczne właściwości, poznano bardzo szybko. Pozwoliło to na opracowanie odpowiednich sond molekularnych i przeciwciał – środków diagnostycznych umożliwiających analizę krwi używanej do transfuzji. Eliminowanie zakażonej krwi jest jednym z ważnych sposobów zapobiegania szerzeniu się chorób powodowanych przez te wirusy. Szczegółowa wiedza o HIV ułatwia również zaprojektowanie właściwych doświadczeń, których celem jest opracowanie skutecznych metod leczenia AIDS.
       Badania retrowirusów mają także ważne konsekwencje dla zrozumienia własności onkogennych niektórych wirusów zawierających DNA. Na przykład potencjał rakotwórczy wirusa SV40, niektórych papillomawirusów, adenowirusów i herpeswirusów wstrzykniętych do nowonarodzonych gryzoni jest związany z jednym lub z kilkoma genami wirusowymi. Jednak według aktualnej wiedzy onkogeny wirusów zawierających DNA nie mają normalnych odpowiedników komórkowych. Wydaje się, że są one niezbędne do namnażania wirusa w komórkach odpowiedniego gospodarza, jednak w pewnych warunkach ich ekspresja może zaburzać kontrolę wzrostu komórek i w efekcie doprowadzić do powstania raka. Porównanie ze sobą produktów różnych onkogenów – pochodzących z onkogennych wirusów DNA oraz z retrowirusów, a także produktów zmutowanych komórkowych onkogenów oraz genów supresorów nowotworów mogłoby wyjaśnić wielość dróg prowadzących do rozwoju nowotworów.2
       Inną ważną konsekwencją badań retrowirusów jest ich wykorzystanie jako zrekombinowanych wektorów. Wektory te okazały się szczególnie użyteczne w przypadku wprowadzania nowych genów do zapłodnionych komórek jajowych ssaków (a więc tym samym do wszystkich komórek zwierząt doświadczalnych, włącznie z komórkami linii płciowej). Otrzymane w ten sposób zwierzęta określamy mianem transgenicznych.

1 Dzisiaj wiadomo, że białko to jest jednym z najważniejszych regulatorów cyklu komórkowego (przyp. tłum.)
2 Badania takie w dużej mierze zostały już przeprowadzone. Stwierdzono, że produkty większości onkogenów komórkowych biorą udział w tzw. szlaku transdukcji sygnału ze środowiska do jądra komórkowego o warunkach panujących na zewnątrz komórki. Zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do niekontrolowanych podziałów komórkowych (przyp. tłum.)
góra strony
poprzedni esej następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach