Генетические болезни соматических клеток

Это болезни, которые выражаются в образовании опухолей. Образование опухолей связано с нарушением деления клеток. В норме митоз строго контро­лируется генетически, опухолевые клетки выходят из-под этого контроля и на­чинают безудержно и беспорядочно делиться. Существует два типа опухо­лей — доброкачественные и злокачественные. Отличительной особенностью доброкачественных опухолей является то, что клетки растут, оставаясь в преде­лах той ткани, где они возникли. Такие опухоли легко и без осложнений уда­ляются.

Злокачественная опухоль (раковая) может начаться с одной клетки, кото­рая выходит из-под контроля митотических делений:

— начинается быстрое деление клеток;

—нарушается сцепление клеток друг с другом;

— клетки теряют дифференциацию и напоминают слабо дифференциро­ванные клетки зародыша;

— на определенном этапе клетки приобретают способность к амебоид­ному движению;

— через кровеносную и лимфатическую систему раковые клетки метастазируют (метастаз — греч. перемещение, переход), образуя новые узлы опу­холей в разных органах путем прорастания в них и нарушения их функций и митоза.

Опасен не столько ускоренный рост опухоли, сколько нарушение в нор­мальных клетках генетического контроля механизма репарации ДНК и контро­ля^ который не допускает вторжения клеток одних тканей в другие ткани.

В зависимости от локализации в тканях выделяют три типа раковых опухолей:

1) карциномы (возникают на внутренних оболочках полостных органов и кожи);

2) лейкозы (локализуются в кроветворных органах — костном мозге,
лимфатических узлах, селезенке);

3)       саркомы (нарушения клеток соединительных тканей и костной ткани).
Уже в 1773 г. Академия наук объявила конкурс на тему «Что такое рак?».

К настоящему времени существует несколько теорий рака, в том числе вирусная — рак вызывается РНК-овыми ретровирусами, которые путем обрат­ного синтеза превращают свою РНК в ДНК и встраиваются в ДНК клеток жи­вотных. Вирусы рака ряда органов животных выделены, но для человека ви­русная природа рака не подтвердилась.

В начале 1970-х годов XX в. Дж. Майкл Бишоп и Гарольд Вармус пред­положили, что в ДНК человека есть так называемые протоонкогены, которые способны превращаться в онкогены. К 1978 г. ими была сформулирована ген­ная теория рака, за которую в 1989 г. им присуждена Нобелевская премия.

Установлено наличие нескольких десятков протоонкогенов и установле­на их локализация в 18 из 23 хромосом человека. Выделенные из различных опухолей для человека онкогены часто оказываются одинаковыми. Это явилось основой предположения о том, что небольшая группа онкогенов участвует в возникновении многих форм рака.

В процессе жизни человека ДНК постоянно подвергается действиям различных факторов среды, повреждающих ее структуру.

Относительная стабильность ДНК связана не столько с ее консерватив­ностью, сколько с наличием во всех клетках живого организма систем репара­ции ДНК, которые устраняют ее повреждения. С возрастом увеличивается ве­роятность нарушения систем репарации ДНК, что является одной из основных причин повышенного риска раковых заболеваний среди пожилых людей.

Вещества, которые вызывают образование раковых опухолей, называют канцерогенами. Проверка показала, что 90% канцерогенов являются сильными мутагенами — важное подтверждение того, что превращение протоонкогенов в онкогены связано с мутациями. Показано, что это может быть замена всего лишь одного нуклеотида в протоонкогене.

Многие доброкачественные опухоли являются наследственными заболе­ваниями и наследуются по доминантному типу, среди злокачественных наслед­ственной с доминантным типом наследования является ретинобластома (глаз­ная опухоль у новорожденных и маленьких детей), которая поражает один или оба глаза, быстро переходит на мозг и без лечения вызывает раннюю смерть. Есть предположение о мультифакториальном наследовании некоторых онколо­гических заболеваний (карциома молочной железы, желудка и др.), т. к. они часто встречаются в отдельных семьях, рак легких связан с курением (2% этой формы рака встречается у курильщиков и 50% в сочетании никотин + алко­голь). Вероятно, в конечном итоге появление злокачественных опухолей обу­словлено взаимодействием множества генетических механизмов и факторов среды. Изучение раковых клеток привело к выявлению причин их «бессмер­тия». Нормальные клетки обычно погибают после приблизительно 50 митоти-ческих делений, тогда как раковые в культуре тканей могут делиться бесконечно долго. Оказалось, что к разрушению клеток приводит потеря с каждым де­лением нескольких субъединиц теломер. Теломеры — это концевые участки хромосом, своеобразные «чехлики», которые предохраняют хромосомы от сли­пания и разрушения. С каждым митозом длина теломер уменьшается, и при достижении критической величины клетка теряет способность делиться. Выяс­нилось, что существует фермент теломераза, который обеспечивает при­соединение нуклеотидов к ДНК, позволяющее сохранять нормальную длину теломер. Все клетки человека имеют гены теломераз, но это «молчащие» гены, а в опухолевых клетках они активны. Теломеры раковых клеток короче, чем нормальных, но в отличие от них стабильны. Предполагается, что после мута­ции, превращающей нормальную клетку в опухолевую, происходит мутация, активирующая теломеразу. Теломераза стала объектом изучения, во-первых, с целью получения генов-супрессоров, подавляющих ее активность в опухолевых клетках, как средства борьбы с опухолями, во-вторых, с целью ее активации в нормальных клетках как средства преодоления старений.