Канцерогенез

Вирусы, вызывающие рак, называются онкогенными. Было установлено, что на вирусной РНК с помощью особого фермента ревертазы синтезируется ДНК, которая встраивается в хромосому хозяина. Таким образом, вирусы, встроившиеся в хромосому, могут приводить к превращению здоровой клетки в раковую. Для возникновения рака существенен не весь геном вируса, а лишь один из его генов. Такой ген, вызывающий рак, назвали онкогеном.

При онковирусной инфекции происходит не разрушение клетки, а онкогенная ее трансформация, которая обусловлена онкогеном. Онкоген имеет клеточное происхождение и захватывается онковирусами в процессе интеграции и вырезания ДНК-провируса. Таким образом роль вируса в онкогенезе заключается в транспорте клеточного онкогена в такие участки генома, где он выходит из-под контроля клетки. Это ускользание из-под контроля является исходным моментом для превращения нормальной клетки в опухолевую. Онкоген не только не требуется для репродукции онковирусов, но часто вирусы, содержащие этот ген, бывают дефектными и неспособными к репродукции. В то же время дефектность по онкогену лишает онковирусы способности индуцировать опухоли. Онкогены высококонсервативны: одинаковые последовательности онкогенов обнаружены у дрозофилы, птиц и млекопитающих, включая человека.

В настоящее время известно более 20 онкогенов и определена их локализация в хромосомах человека. Разные и даже одни и те же онковирусы могут содержать разные онкогены. Один и тот же онкоген может вызвать трансформацию разных тканей и характер опухоли определяется видом ткани. В некоторых опухолевых клетках человека и животных обнаружено по два онкогена.

Любая нормальная клетка содержит латентные раковые гены, получившие название протоонкогены. Существуют две гипотезы, объясняющие превращение протоонкогена в онкоген, одна из которых основана на качественных, а другая — на количественных изменениях протоонкогенов.

1.Активация онкогена может произойти в результате точечной мутации в протоонкогене, например, при замене гуанозина на тимидин. Модифицированный белок отличается от исходного лишь одной аминокислотой: в нем глицин заменен валином.

2.Вторая гипотеза исходит из количественных изменений протоонкогенов. В том случае, если протоонкоген оказался сопряженным с сильным промотором — участком гена, связывающим полимеразу — начинается амплификация (усиленная транскрипция) протоонкогена. Чрезмерная экспрессия протоонкогена включает следующие стадии канцерогенеза: амплификация гена может возникать либо в результате его перемещения либо в результате встраивания в соседней области сильного промотора. Промоторы могут быть вирусной природы. При вырезании интегрированного провируса вирусный ген может захватить протоонкоген и вместе с ним интегрировать в другую область клеточного генома, где происходит амплификация онкогена благодаря вирусному промотору или соседнему сильному клеточному промотору. Таким путем протоонкоген переносится из строго регулируемых областей клеточного генома в другие области. Возможно, для амплификации протоонкогена требуется специфическая точечная мутация. Такое предположение объединяет обе гипотезы в одну стройную теорию.

Транслокация протоонкогена может осуществляться без вирусов, благодаря особым генетическим структурам — транспозонам. Транспозоны являются функционально важными для клетки структурами, которые, перемещаясь внутри генома, могут переносить в нужные области гены из заблокированных участков генома. Транспозоны участвуют в процессах клеточной дифференцировки, эмбриогенеза, пролиферации, регенерации. Захват и перенос ими под сильные промоторы протоонкогенов может иметь катастрофические последствия для клетки, нарушая строго сбалансированный рост клетки и превращая нормальную клетку в раковую. Злокачественная трансформация клетки является своего рода ошибкой в деятельности транспозонов. Имеется большое сходство в структуре транспозонов и онкогенных вирусов, которые приняли на себя функцию транспозонов в эукариотической клетке и стали факторами канцерогенеза.