Соматичні мутації – Організація клітин у часі
МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ
Розділ 1
БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
1.2. Молекулярно-генетичний і клітинний рівні організації життя
1.2.4. Організація клітин у часі
1.2.4.6. Соматичні мутації
Мутації в організмі людини можуть відбуватися під впливом факторів зовнішнього середовища, зокрема внаслідок опромінення радіацією чи дії деяких хімічних речовин. Мутації, які відбуваються в соматичних клітинах, називаються соматичними. Для них є характерним те, що вони обмежені окремим організмом. Чим раніше в житті людини відбулася
Коли зрілий організм зазнає дії агента, який викликає мутації в певному відсотку клітин, то клітини з індукованими мутаціями будуть оточені немутантними клітинами тієї ж тканини; їх загальна дія буде призводити до майже нормального фенотипного ефекту. Однак, коли цьому впливу підлягає зародок, то мутації виникають у пропорційно меншій кількості клітин. Мутантні клітини зародка пізніше призведуть до дефектних тканин чи органів. У такому випадку немає компенсаторної дії нормальної тканини. Більше того, багато мутацій впливає на швидкість
Порушення, до яких призводить мутація в соматичних клітинах, залежать від того, чи зазнає поділу клітина після виникнення мутації. Деякі високодиференційовані клітини людського організму (нервові клітини; клітини, які вистилають внутрішню поверхню тонкої кишки) не діляться. У таких випадках важко виявити мутацію, оскільки у них немає нащадків, серед яких можна виділити мутантів. У клітинах, що не діляться, можуть відбуватися різноманітні мутації. в тому числі і точкові, які інактивують наявний алель чи змінюють його тип, а також структурні перебудови. Однак клітини залишаються еуплоїдними чи майже еуплоїдними і порушення фенотипу повинно відбуватися майже винятково точковими мутаціями в гетерозиготному стані і змінами положення генів. Клітини, які не діляться, ймовірно рідко гинуть відразу ж після виникнення мутації, хоча вони можуть сильно порушувати функціонування клітин і призвести до їх передчасного старіння.
Незважаючи на те, що в соматичних клітинах, які діляться, виникають такі ж типи мутацій, як і в клітинах, що не зазнають поділу, поділ ядра може призвести до різко вираженої анеуплоїдії. Відповідно більшість порушень фенотипу відбувається внаслідок анеуплоїдності, в основному через поодинокі невідновлені розриви. Необхідно зауважити, що всі відомі агенти, які викликають точкові мутації, спричиняють також розриви хромосом.
Порушення мітозу внаслідок мутацій може призвести до ракових захворювань (рис. 1.76). Менделівське успадкування ракових захворювань людини зустрічається зрідка, однак деякі пухлини, особливо доброякісні, можуть успадковуватись як менделівські. До них належить нейрофіброматоз, різні синдроми з множинними пухлинами ендокринних залоз. При цьому часто відбувається злоякісна трансформація.
Рис. 1.76. Карцинома легені:
1 – пухлина; 2 – респіраторний епітелій; 3 – резервні клітини; 4 – сполучна тканина; 5 – кровоносні судини; 6 – лімфатична судина; 7- гладенький м’яз; 8 – метастатичні клітини.
Інший механізм виникнення пухлин – гомозиготизація, яку знайшли у випадку ретинобластоми пухлини Вільямса, які зумовлені як генеративною, так і соматичною мутаціями.
Особливий зв’язок пухлин з аутосомно-рецесивними захворюваннями, які зумовлені хромосомними розривами, можна спостерігати у випадку пігментної ксеродерми. Відомо, що основні пошкодження при цьому синдромі ідентифікують як дефекти репарації ДНК, які виникають після опромінення УФ-променями.
Різні генетичні дефекти, що впливають на розриви хромосом та репарацію, а також недостатність імунного спостереження за канцерогенами середовища, ймовірно, призводять до виникнення неоплазій.
Однак не виключена і вірусна природа раку. Деякі пухлини організму людини можуть бути індуковані вірусами. Вірусна природа пухлини людини найбільш очевидна у випадку лімфоми Беркітта. В її розвитку беруть участь 8-ма та 14-та хромосоми.
Результати вивчення онкогенів продемонстрували зв’язок між цитогенетикою пухлин та їх молекулярною біологією, довівши, що гени раку можуть розташовуватися недалеко від точок розривів, які вибуваються при пухлиноспецифічних хромосомних перебудовах. Збільшення числа хворих у сім’ях забувається тільки при різних спадкових пухлинних синдромах та інколи в так званих ракових сім’ях, які характеризуються: 1) підвищеною частотою множинних первинних злоякісних неоплазм; 2) підвишеною кількістю хворих на аденокарциноми, в основному, кишківнику та ендометрія; 3) успадкуванням ознак за аутосомно-домінантним типом; 4) захворюванням у більш ранньому віці.
Узагальнюючи дані, можна дійти висновку, що на розвиток раку впливає не тільки спадковість, але й взаємодія спадковості з середовищем. Є підстави вважати, що коли ми зможемо краще розуміти механізми утворення ракових пухлин, у нас буде можливість за допомогою лабораторних тестів діагностувати захворювання.
