Механизмы индукции апоптоза при повреждении ДНК клетки:
До последнего времени считалось, что нерепарируемые повреждения ДНК приводят
клетку к гибели в результате нарушения функций всех биохимических систем из-за
невозможности полноценной транскрипции генов, содержащих дефекты в матрице ДНК.
Исследования последних лет привели к формированию принципиально новых
представлений о механизме гибели клеток, имеющих повреждения ДНК, как о процессе,
осуществляемом в соответствии с определенной генетической программой. В индукции
этой программы при наличии повреждений в ДНК клетки важная роль принадлежит белку
р53. Этот белок с молекулярной массой 53 кД локализован в ядре клетки и является одним
из транскрипционных факторов, повышенная экспрессия которого приводит к репрессии
ряда генов, регулирующих транскрипцию и причастных к задержке клеток в фазе
клеточного цикла G1. При повреждении ДНК под действием ионизирующего излучения
или УФ- излучения, ингибиторов топоизомеразы II и некоторых других воздействиях
происходит активация экспрессии гена р53. Блок клеточного цикла в фазах G1 и G2 до
репликации ДНК и митоза, соответственно, делает возможной репарацию поврежденной
ДНК и предотвращает тем самым появление мутантных клеток. Если же активность
репарационных систем недостаточна и повреждения ДНК сохраняются, то в таких клетках
индуцируется программируемая клеточная гибель, или апоптоз, что приводит к защите
организма от присутствия клеток с поврежденной ДНК, т.е. мутантных и способных к
злокачественной трансформации.
На уровне транскрипции р53 регулирует экспрессию генов, участвующих в блокаде
клеточного цикла - р21 (ингибитор большинства циклин- зависимых киназ, либо
взаимодействует либо с комплексами, определяющими синтез и репарацию ДНК, либо с
белками, модулирующими апоптоз - Вах. Последовательность рассмотренных событий
представлена на рисунке:
Мутации гена р53 позволяют таким клеткам сохранять жизнеспособность в митозе, что
чревато выживанием клеток, подвергшихся опухолевой трансформации. И действительно,
при онкологической трансформации обнаружено значительное количество мутаций гена
р53. Мутации гена р53 связаны с плохим прогнозом в лечении злокачественных
новообразований. Такие опухолевые клетки оказываются резистентными к лучевой и
химиотерапии. И, наоборот, опухоли с нормальным (диким типом) р53 - легко поддаются
лечению.
Таким образом, при действии генотоксических агентов р53 не только увеличивает время
репарации ДНК. но также защищает организм от клеток с опасными мутациями.
Блокирование процесса апоптоза, происходящее на разных стадиях канцерогенеза,
приводит к снижению способности трансформированных клеток активировать программу
клеточной гибели, что определяет прогрессию опухолевого заболевания.
Достарыңызбен бөлісу: |