16.19: Cáncer y regulación génica - expresión génica alterada en cáncer
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- Describir cómo el cáncer es causado por el crecimiento celular incontrolado
Cáncer: Enfermedad de Expresión Génica Alterada
El cáncer puede describirse como una enfermedad de expresión génica alterada. Hay muchas proteínas que se encienden o desactivan (activación génica o silenciamiento génico) que alteran drásticamente la actividad general de la célula. Un gen que normalmente no se expresa en esa célula puede encenderse y expresarse a niveles altos. Esto puede ser el resultado de una mutación génica o cambios en la regulación génica (epigenética, transcripción, post-transcripción, traducción o post-traducción).
Los cambios en la regulación epigenética, la transcripción, la estabilidad del ARN, la traducción de proteínas y el control postraduccional se pueden detectar en el cáncer. Si bien estos cambios no ocurren simultáneamente en un cáncer, los cambios en cada uno de estos niveles pueden detectarse al observar el cáncer en diferentes sitios en diferentes individuos. Por lo tanto, los cambios en la acetilación de histonas (modificación epigenética que conduce al silenciamiento génico), la activación de los factores de transcripción por fosforilación, el aumento de la estabilidad del ARN, el aumento del control de la traducción y la modificación de proteínas pueden detectarse en algún momento en varias células cancerosas. Los científicos están trabajando para comprender los cambios comunes que dan lugar a ciertos tipos de cáncer o cómo se podría explotar una modificación para destruir una célula tumoral.
Genes supresores de tumores, oncogenes y cáncer
En las células normales, algunos genes funcionan para evitar el crecimiento celular excesivo e inapropiado. Se trata de genes supresores de tumores, que son activos en las células normales para prevenir el crecimiento celular incontrolado. Hay muchos genes supresores de tumores en las células, pero el más estudiado es el p53, que está mutado en más del 50 por ciento de todos los tipos de cáncer. La propia proteína p53 funciona como factor de transcripción. Puede unirse a sitios en los promotores de genes para iniciar la transcripción. Por lo tanto, la mutación de p53 en el cáncer alterará drásticamente la actividad transcripcional de sus genes diana.
Otro tipo de gen a menudo desregulado en los cánceres son los protooncogenes que son reguladores positivos del ciclo celular. Cuando se mutan, los protooncogenes pueden convertirse en oncogenes y causar cáncer. La sobreexpresión del oncogén puede conducir a un crecimiento celular incontrolado porque los oncogenes pueden alterar la actividad transcripcional, la estabilidad o la traducción de proteínas de otro gen que controla directa o indirectamente el crecimiento celular. Un ejemplo de un oncogén involucrado en el cáncer es una proteína llamada myc. Myc es un factor de transcripción que se activa de manera aberrante en el linfoma de Burkett, un cáncer del sistema linfático. La sobreexpresión de myc transforma las células B normales en células cancerosas que continúan creciendo incontrolablemente. Un alto número de células B puede dar como resultado tumores que pueden interferir con la función corporal normal. Los pacientes con linfoma de Burkett pueden desarrollar tumores en la mandíbula o en la boca que interfieren con la capacidad de comer.
Puntos Clave
- El cáncer es el resultado de un gen que normalmente no se expresa en una célula, sino que se enciende y se expresa a niveles altos debido a mutaciones o alteraciones en la regulación génica.
- Se observan alteraciones en la acetilación de histonas, activación de factores de transcripción, aumento de la estabilidad del ARN, aumento del control traduccional y modificación de proteínas en las células cancerosas.
- Los genes supresores de tumores, activos en células normales, trabajan para prevenir el crecimiento celular incontrolado.
- Los protooncogenes, que son reguladores positivos del ciclo celular, pueden convertirse en oncogenes y causar cáncer cuando se mutan.
Términos Clave
- oncogén: cualquier gen que contribuya a la conversión de una célula normal en una célula cancerosa cuando se muta o se expresa a niveles altos
- proto-oncogén: un gen que promueve la especialización y división de células normales que se convierte en oncogén tras la mutación
- cáncer: una enfermedad en la que las células de un tejido experimentan proliferación incontrolada (y a menudo rápida)