Как Работят Гените На Brca

{h1}

Brca гените стоят като история на успеха на съвременната генетика. Научете повече за brca гените и рака на гърдата в WordsSideKick.com.

Благодарение на опцията на New York Times от 2013 г., всички знаем за решението на Анджелина Джоли да проведе превантивна двойна мастектомия, за да намали риска от развитие на бъдещ рак на гърдата. Нейните откровени коментари разкриха, че тя има както силна фамилна анамнеза за заболяването, и въз основа на резултатите от генетичното тестване, мутирала форма на гена, известна като BRCA1, което й дава 87 процента шанс за рак на гърдата и 50 процента шанс на рак на яйчниците [източник: Джоли]. Изправена пред тази реалност, която може да бъде повече или по-малко тежка за различните хора, тя избра да премахне и двете гърди, преди клетките, съставящи нейните жлези, произвеждащи мляко, да се превърнат в нечестиви ракови клетки, способни на неконтролиран растеж.

Ако процедурата я предпази от това заболяване, както предполага вероятността, тя ще има много хора, които да благодарят: генетичните съветници, хирурзите и семейството й, разбира се, да назовем няколко.

Мери-Клер Кинг може да не прави този списък. Професор по науките за генома и медицинската генетика в Университета на Вашингтон, Кинг помогна за разгадаването на генетичната основа на наследения рак на гърдата. Нейната работа доведе първо до откриването на BRCA1 през 1994 г., а след това, година по-късно, до BRCA2. Жените (и мъжете също, както се оказва), които носят мутирали форми на тези гени, са много по-склонни да развият редица ракови заболявания, включително рак на гърдата, яйчниците и простатата.

Самата Кинг често посочва друг ВИП - Пол Брока, френски патолог, който за първи път предложи през 1860-те години ракът на гърдата да се развива в семейства. Съпругата на Брока страда от рак на гърдата в ранен стадий и когато изучава родословното й дърво, той открива, че болестта може да бъде проследена през четири поколения. Когато Кинг отиде да назове гена, който беше открила, тя искаше да го нарече BROCA, за да почете французойката, но й бяха разрешени само четири букви. Крайното име - BRCA - съкращава „Broca“, докато стои за „BRизток ваncer "и може би дори Беркли, Калифорния, където Кинг върши докторска работа [източник: Проверка].

Номенклатурата настрана, BRCA гените стоят като история на успеха на съвременната генетика, доказвайки, че биомаркерите могат надеждно да предскажат предразположеността на човек към развитие на заболяване или състояние. Преди десетилетие или повече от това, затруднено от успеха на проекта за човешкия геном, бъдещите мислители обещаха време, когато биологичните молекули, открити в тялото, ще служат като индикатори за явления като болест, инфекция или експозиция на околната среда. Тези сигнализатори биха довели до изкореняване на рака и други пагубни състояния. Но едно забавно нещо се случи по пътя на утопията: Biomarkers се оказа предизвикателство да се идентифицират. И когато те бяха, изследователите не можаха да разработят достатъчно чувствителни или рентабилни анализи, за да им направят ценни диагностични инструменти.

Така медицинската общност приветства откриването на гените на BRCA и разработването на надеждни генетични тестове за идентифицирането им при индивиди с отворени обятия. Всичко това доведе до следващото предизвикателство: да се уверите, че обществеността разбира какви са тези гени.

Основи за рак на гърдата

Гърдите са невероятни структури. Те са толкова уникални в животинското царство, че присъствието им определя цяла група организми - думата „бозайник“ идва от „млечна“, която сама по себе си идва от „мама, "латинската дума за гърди, виме или биберон. Биолозите биха класифицирали гърдите като екзокринни жлезиили структури, които отделят продуктите си чрез канали към външната среда. Това не е същото като ендокринни жлези, които отделят продуктите си директно в кръвта.

Продуктът, приготвен от гърди, разбира се, е млякото. Млякото пристига във външния свят чрез зърното, но то започва живота си по-дълбоко в гърдата, в струпвания от клетки, известни като алвеоли. Тези клъстери образуват лобули, които сами създават по-големи структури, известни като лобове. Докато алвеолите произвеждат мляко, течността преминава през тънки тръби - лактидни канали - които водят до отвори в зърното. Влакнестата тъкан и мазнините запълват пространствата между лобулите и каналите, а цялата структура седи отгоре на мускулите на гръдния кош на гръдния кош. Мрежа от лимфни съдове и възли обгражда цялата тази тъкан и се простира нагоре в подмишницата.

При много жени тази тъкан функционира правилно и никога не причинява проблеми. След това обаче ще разгледаме какво се случва, когато се случи.

Именуване на Рака

Лекарите и онколозите класифицират рака на гърдата въз основа на мястото, където се развиват. Някои видове рак произхождат от клетките, които линии на гърдата. Тези т.нар дуктални карциноми са най-често срещаният вид рак на гърдата, среща се при 70 процента от жените с диагноза на заболяването [източник: Национален раков институт]. Алвеолите, съставляващи лобулите, също могат да пренасят ракови израстъци. Лобуларни карциноми са много по-рядко срещани и представляват само 1% от случаите на рак на гърдата [източник: Национален раков институт]. Някои жени дори имат смес от дуктален и лобуларен вид рак.

Придобити мутации: HER2- и естроген-позитивни ракови заболявания

Медицинска илюстрация показва раков тумор в женската гърда.

Медицинска илюстрация показва раков тумор в женската гърда.

Понякога клетките, изграждащи тъкан на гърдата, могат да започнат да растат непроверени, изтласквайки нормалните клетки, произвеждащи мляко. Докато тези безпрепятствени побойници се тласкат и пробутват пътя си наоколо, те образуват маса от тъкан, известна като бучка или тумор. Ако бучката се задържа и не нахлува в околните лобули или други части на тялото, тя се класифицира като доброкачествена. Ако обаче продължава да нахлува в околните гърди и се разпространява към лимфните възли, това е класифицирано като злокачествено или раково.

Сега учените знаят, че ракът се причинява от увреждане на ДНК - мутация - в гени, които регулират растежа и деленето на клетките. Много мутации възникват, когато някой е изложен на определени условия на околната среда, като радиация. Клетките на гърдата не са имунизирани срещу тези придобити (за разлика от наследствените) мутации. Всъщност два вида рак на гърдата възникват, когато ДНК се повреди в резултат на канцерогени или вируси в околната среда.

Първият тип засяга как хормоните, като естроген, взаимодействат с клетките на гърдата. По време на месечния менструален цикъл на жената нивата на естроген се покачват в гърдата, за да се подготви тъканта за производство на мляко. Молекулите на естрогена се свързват с рецепторите в клетките на гърдата, задействайки клетките да се размножават. Ако една жена не забременее, всички тези допълнителни клетки, произвеждащи мляко, се влошават и умират. Понякога, обаче, този процес на пролиферация може да се окаже сериен, ако определени клетки на гърдата са в състояние да повредят ДНК. Когато тези компрометирани клетки получават сигнала от естроген, те се размножават както трябва, но не успяват да спрат и не умират в края на цикъл.

Друга придобита мутация засяга гена, кодиращ протеин, известен като рецептор на човешки епидермален растежен фактор 2, съкратено HER2, Обикновено HER2 протеините на повърхността на клетките на гърдата реагират на растежни фактори - химикали, които казват на клетката на гърдата как да расте правилно. HER2 протеините получават тези фактори, след което прехвърлят инструкциите вътре в клетката. Ако обаче ДНК на гена HER2 се повреди, неговата активност може да се повиши до опасни нива. Той може да произведе твърде много HER2 протеин и в резултат на това да предизвика непроверен растеж на клетките на гърдата.

Нито естроген-позитивният, нито HER2-позитивният рак не могат да се предадат на други членове на семейството, тъй като мутациите засягат само гърдите. Това не е така с наследения рак на гърдата. При тази форма на заболяването мутация се пренася в спермата на родителите или яйцеклетките и се предава при оплождането на неговото потомство. След това тези мутации се появяват във всяка клетка на тялото и предразполагат човека към развитие на рак. Учените са открили няколко гена, свързани с наследен рак на гърдата, включително кошмарите за акроним p53, PTEN / MMAC1, CHEK2 и ATM. Но BRCA гените са най-известните и може би най-интензивно изследвани. В следващия раздел ще разгледаме по-отблизо родословното дърво на гените на BRCA.

Семействата на BRCA Gene

Благодарение на Уотсън, Крик и хиляди други знаем много за химическата основа на наследствеността. В случай, че сте го забравили или блокирали от паметта си, припомнете си, че ядрото на човешката клетка съдържа хромозоми - структурите, подобни на нишки, носещи цялата ни генетична информация. Човешките клетки имат 23 двойки хромозоми, общо 46. Всяка хромозома се състои от ДНК двойна спирала, носеща линейна последователност от гени, навити около протеини, известни като хистони. Един единствен ген е отделна последователност от нуклеотиди, градивните елементи на ДНК, която кодира съответстващ протеин.

Докато учените прегърнаха човешкия геном, те забелязаха, че някои гени имат определени характеристики. Те или са носили подобна последователност от нуклеотиди, или са били различни гени, които произвеждат протеини, способни да участват в един и същ клетъчен процес. Те групирали тези гени в семейства и след това използвали класификационната система, за да предскажат функцията на ново идентифицираните гени въз основа на приликите им с известни гени.

Има два BRCA гена - BRCA1 и BRCA2 - и всеки принадлежи на различно семейство. BRCA1 принадлежи към семейството на гените RNF, които кодират протеини, известни като RING тип цинкови пръсти протеини. Тези протеини са наречени така, защото протеиновата молекула има участъци, които се сгъват около цинков йон и защото получената форма на такъв регион прилича на пръст. Уникалната форма на цинкови пръстови протеини тип RING им позволява да се свързват лесно с други молекули, особено протеини и нуклеинови киселини. След като са свързани с друга молекула, те извършват някакво ензимно действие, което помага на клетката да поддържа стабилна среда. Някои от тези дейности включват клетъчен растеж и деление, трансдукция на сигнали, разграждане на протеини и, както ще видим в следващия раздел, потискане на тумора.

BRCA2 гените принадлежат към семейството на гените FANC. Гените от тази група произвеждат комплекс от протеини, които участват в процес, известен като пътя на анемията на Фанкони (ФА). Този път работи предимно върху локализирането и възстановяването на уврежданията на ДНК. По-специално, протеините са насочени към участъци от ДНК, където противоположните нишки на двойната спирала не са правилно свързани. Когато намерят такава област, FANC протеините се свързват с ДНК и възстановяват кръстосаните връзки, което позволява на ДНК да се възпроизвежда и да функционира нормално.

Ясно е, че семействата на геновете RNF и FANC играят важна роля за поддържането ни здрави. Ако нещо пречи на функцията на тези гени, това може да доведе до редица заболявания. Например, нарушаването на RNF гените може да доведе до миотонична дистрофия, която се характеризира с прогресивно загуба на мускули и загуба. Прекъсването на гените на FANC може да доведе до, предположихте, анемия на Фанкони, която може да доведе до недостатъчност на костния мозък, физически отклонения и дефекти на органите. И, разбира се, и двете генетични семейства играят роля при определени видове рак, включително рак на гърдата.

След това ще разгледаме BRCA1 и BRCA2, за да разберем как функционират нормално и как мутациите към гените водят до рак на гърдата.

Основи на гена на BRCA

Снимка на това как може да изглежда хромозома 17 - домът на BRCA1.

Снимка на това как може да изглежда хромозома 17 - домът на BRCA1.

Мери-Клер Кинг може би е искала да почете Пол Брока, като е кръстила BRCA след него, но съвременните генетици познават гените по официалните им имена: "рак на гърдата 1, ранно начало" и "рак на гърдата 2, ранно начало". Можете също така да чуете "гени на чувствителност към рак на гърдата 1 и 2" или "наследствен рак на гърдата 1 и 2." С подобни подобни имена може да мислите, че двата гена пребивават заедно в една и съща хромозома. Това не е така. Точното местоположение на BRCA1 е 17q21; BRCA2 е 13q12.3. Ето какво означават тези числа:

  1. Първото число показва хромозомата, което означава, че BRCA1 може да се намери на хромозома 17, BRCA2 на хромозома 13.
  2. Всички хромозоми имат къса ръка, р и дълга ръка, q, така че двата BRCA гена седят на дългите рамена на съответните им хромозоми.
  3. Когато учените оцветяват хромозоми, гените се появяват като ленти със светъл и тъмен цвят, които самите са организирани в региони. Двуцифрено число показва региона, последван от лентата. Десятъкът разкрива поддиапазон. BRCA1, след това, е разположен в регион 2, лента 1. BRCA2 е разположен в регион 1, лента 2, поддиапазон 3.

Въпреки че BRCA1 и BRCA2 принадлежат към различни генетични семейства, и двамата произвеждат големи протеини, които участват в потискането на тумора, когато работят нормално. Протеинът BRCA1 се състои от 1863 аминокиселини и BRCA2 от 3,418 аминокиселини [източник: van der Groep]. Протеинът BRCA1 упражнява своите туморни потискащи ефекти, като си сътрудничи с редица други протеини, за да коригира разкъсванията на ДНК. Тези протеинови комплекси BRCA1 вероятно засягат няколко процеса на възстановяване на ДНК, включително хомоложна рекомбинация (замяна на последователност от нуклеотиди с друга подобна верига ДНК), възстановяване на нуклеотиди (изрязване на повредени основи на ДНК и поставяне в нови) и нехомологични крайни, т.е. съединяване (зашиване на двойно счупване обратно заедно). Протеинът BRCA2 също участва в контрола на увреждането на ДНК, но изглежда е много по-ограничен. Учените смятат, че протеинът BRCA2 регулира активността на по-малък брой придружаващи протеини, включително RAD51 и PALB2, за насочване на хомоложна рекомбинация на увредена ДНК.

Сега си представете какво би се случило, ако премахнете BRCA гени от клетка или хвърлите маймунски гаечен ключ в молекулярната им машина. Без свързаните с тях протеини, няколко процеси за възстановяване на ДНК биха престанали да функционират и с течение на времето, тъй като клетките бяха изложени на радиация или химически агенти, ще се натрупват все повече дефекти. Тези мутации в крайна сметка ще доведат до това, че клетките стават мъгливи и стават ракови.

Точно това се случва, когато BRCA гените станат компрометирани. Мутация към един от гените сканира неговото ръководство за инструкции. В резултат на това генът вече няма способността да изгражда правилни версии на свързания с него протеин. Протеинът може да е ненормално кратък или може да няма правилната последователност на аминокиселини. Тези дефектни протеини вече не могат да участват в процеса на възстановяване на ДНК, което в крайна сметка води до пролиферация на клетки, пренасящи увредена ДНК. Ако тези клетки изравнят млечните канали на тъканта на гърдата, там може да се развие бучка или тумор, създаден от маса от анормални клетки. В допълнение към рак на гърдата, BRCA мутациите могат да доведат и до рак на яйчниците, рак на фалопиевата тръба, рак на панкреаса и рак на простатата.

За съжаление природата е намерила много начини да наруши гените на BRCA. Към днешна дата учените са идентифицирали повече от 1000 мутации в гена BRCA1 и повече от 800 мутации в гена BRCA2 [източници: Генетичен справочник за дома, Генетичен справочник за дома]. И не забравяйте, че тези дефектни гени могат да се предават от едно поколение на друго, което означава, че хората, които наследяват мутацията, я носят със себе си през целия си живот. Той седи в клетките си, оставайки незабелязан, докато се развие рак или докато някой предприеме стъпки, за да предотврати това. Оттам идва генетичното тестване.

Тестване за BRCA мутации

Научаването за BRCA мутациите може да накара всеки да се безпокои. Лесно е да се мисли, че може да сте податливи на рак, защото носите един от дефектните гени. В действителност само около 5 до 10 процента от всички случаи на рак на гърдата в Съединените щати се дължат на наследствени генни мутации [източник: Сюзън Г. Комен за лечението]. Това означава, че почти всички ракови заболявания на гърдата се развиват в резултат на спонтанни или придобити мутации, несвързани с наследствеността. Поради това повечето жени не биха се възползвали от генетично тестване.

Откъде знаеш? Следните указания могат да ви помогнат да решите дали да продължите да тествате за BRCA генни мутации. Трябва да помислите за тестване, ако отговаряте на някой от следните критерии, предложен от Сюзън Г. Комен за лечението, нестопанска цел, посветена на прекратяване на рака на гърдата чрез изследвания, общност и пропагандиране:

  • Били сте диагностицирани с рак на гърдата в ранна възраст.
  • Вашата майка, сестра или дъщеря са диагностицирани с рак на гърдата в ранна възраст или рак на яйчниците на всяка възраст.
  • Една жена от вашето семейство, включително роднини от първа и втора степен (майка, сестра, дъщеря, баба, леля), е имала рак на гърдата и яйчниците.
  • На майка ви, сестра или дъщеря ви е диагностициран рак на гърдата и в двете гърди.
  • Вашето семейство е от ашкенази еврейски произход.
  • Мъж от вашето семейство е имал рак на гърдата.

Един прост тест може да разкрие дали мутацията съществува във вашите клетки или не. В повечето тестове техник ще вземе проба от кръвта ви. При други тестове използвате орално изплакване. Всеки метод позволява на тестовата база да получи клетки - и генетичен материал - от тялото ви. В лаборатория учените анализират този материал, за да търсят промени в действителните гени BRCA или в протеините, кодирани от тези гени. Тестването отнема три или четири седмици и може да струва няколкостотин или няколко хиляди долара.

Ако получите положителен резултат от теста, тогава знаете, че сте наследили известна мутация в BRCA1 или BRCA2. А наличието на мутация на BRCA значително увеличава риска от рак - до 50 процента за развитие на рак на гърдата до 50-годишна възраст и до 87 процента за развитие на рак на гърдата до 70-годишна възраст [източник: Myriad Genetics]. Генетичен съветник може да ви помогне да оцените този риск и да решите какъв курс на действие да предприемете. Една от възможностите, разбира се, е да се поддържа бдителност с рутинни мамографии и клинични прегледи на гърдата, като целта е да се открие рак рано, когато е най-лечимо. Друг вариант включва прием на лекарства, като тамоксифен, за да се намали рискът от развитие на рак. И накрая, можете да поемете водещата роля на Анджелина Джоли и да изберете профилактична операция - премахване на възможно най-голяма част от чувствителната към рак тъкан.

Няма обаче гаранции. Дори при превантивна двойна мастектомия ракът на гърдата все още може да се развие, ако операцията не успее да премахне цялата рискова тъкан. И въпреки това тази съвременна ера на генетично базирана медицина доведе до истинска революция в откриването и лечението на рак на гърдата, поради което от 1990 г. насам в САЩ се наблюдава спад от 33 процента в смъртността от рак на гърдата [източник: Susan G. Komen for the Cure].

BRCA Гени при мъжете

Мъжете също развиват рак на гърдата, макар и със значително по-ниски темпове от жените. Както може би очаквате, гените на BRCA играят роля в тази форма на заболяването. Сега учените смятат, че ракът на гърдата при мъжете е по-силно свързан с мутациите в гена BRCA2. Същият дефектен ген може също да увеличи риска от рак на простатата и панкреаса. Както при жените, мъжете, които открият рак на гърдата и започнат лечение рано, са по-склонни да оцелеят от болестта.

Забележка на автора: Как работят BRCA гените

Историята на рака на гърдата е невероятна на много различни нива - науката, която стои зад откриването на гените на BRCA, зашеметяващото увеличение на оцеляването и откровеността, с която всички сега говорим за болестта. Но това, което ме учудва още повече, е скандалната сложност на нашата клетъчна машина, с ДНК ципиране и дезактивиране и протеинови комплекси, които да запазят генетичната си информация непокътната и функционална.


Видео Добавка: 97% Owned - Economic Truth documentary - How is Money Created.




Изследване


Факти За Тербиум
Факти За Тербиум

Тайната Зад Образуването На Вулканичен „Огнен Пръстен“
Тайната Зад Образуването На Вулканичен „Огнен Пръстен“

Наука Новини


Как Вашето Ниво На Образование Може Да Бъде Свързано С Риска От Сърдечни Заболявания
Как Вашето Ниво На Образование Може Да Бъде Свързано С Риска От Сърдечни Заболявания

Какво Може Да Се Направи, За Да Се Предотврати Поредното Нарастване На Смъртните Случаи От Грип Тази Година
Какво Може Да Се Направи, За Да Се Предотврати Поредното Нарастване На Смъртните Случаи От Грип Тази Година

10 Изненадващи Факти За Обучението На Астронавтите
10 Изненадващи Факти За Обучението На Астронавтите

Защо Няма Китове С Голям Размер?
Защо Няма Китове С Голям Размер?

Препълнена Планета: 7 (Милиарда) Основни Етапи На Населението
Препълнена Планета: 7 (Милиарда) Основни Етапи На Населението


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com