Das p53-Gen
Zellen durchlaufen einen natürlichen Zyklus von Teilung, Wachstum und Tod. Schäden an der DNA im Zellkern können diesen Prozess stören, was zu Krebszellen führt, die zu schnell wachsen und sich teilen. Gesunde Zellen enthalten auch Gene, die den Prozess anhalten, wenn abnormales Wachstum erkannt wird. Wenn diese Tumorsuppressor-Gene jedoch beschädigt sind, verliert die Zell ihre Fähigkeit, das Krebswachstum zu stoppen.
Biologie von Krebs
- Unkontrolliertes Wachstum definiert Krebszellen. Im Gegensatz zu gesunden Zellen können Krebszellen die normalen Kontrollen überwinden, die Wachstum, Teilung und natürlichen Zelltod, oder Apoptose, regulieren, laut der American Cancer Society. Während Krebszellen weiter wachsen und sich reproduzieren, häufen sie sich zu Tumoren an.
Tumorsuppressor-Gene
- Der Körper produziert natürlich Gene, die Zellen daran hindern, sich zu teilen, wenn sie Anzeichen von abnormalem Verhalten zeigen. Diese Tumorsuppressor-Gene produzieren Proteine, die Zellen in einer Ruhephase einfrieren, den Teilungsprozess anhalten und das Tumorwachstum herunterfahren, laut Kimball's Biology. Mutationen oder Defekte in Tumorsuppressor-Genen beeinträchtigen die Produktion der richtigen Proteine und das Krebszellwachstum schreitet ununterbrochen fort. Mutationen des Tumorsuppressor-Gens namens p53 finden sich in mehr als der Hälfte aller Krebsarten, laut Kimball's Biology.
Mechanismus von p53
- Das p53-Gen besteht aus vier Ketten, die in einem Stern angeordnet sind, laut David S. Goodsell, PhD, in einem Artikel in The Oncologist. Ein Aktivierungsdomäne an der Spitze jedes Arms aktiviert die Expression des Gens. Die Arme treffen sich in der Mitte in einer knotenartigen Formation, die an die Zielstelle bindet. p53 bindet an die defekte DNA, was die Produktion eines Proteins namens p21 stimuliert, laut den National Institutes of Health. Das p21-Protein heftet sich an ein drittes Protein, zellteilungsstimulierendes Protein. Wenn sie verbunden sind, frieren die beiden Proteine die Zelle ein und verhindern, dass sie sich teilt. In Fällen, in denen der DNA-Defekt schwerwiegend ist, löst p53 den Prozess der Apoptose oder Zelltod aus.
P53-Aktivität bei Krebs
- Die meisten Mutationen im p53-Gen, die zu Krebs führen, treten in der Mitte der Bindungsdomäne auf. Mutiertes p53 kann sich nicht an die DNA binden, laut der NIH. Da der anfängliche Bindungsprozess beeinträchtigt ist, produziert die Zelle nicht das p21, das notwendig ist, um den Prozess der Zellteilung anzuhalten. Ohne einen Mechanismus, um die defekte Zell daran zu hindern, sich zu reproduzieren, wächst der Krebs. Eine Minute Veränderung in der Aminosäuresequenz reicht aus, um p53 zu deaktivieren, laut Goodsell. Die veränderte chemische Zusammensetzung des Gens verzerrt die Signale von p53 und die darauffolgende Proteinkaskade.
Behandlungsimplikationen
- Da Mutationen in p53 in vielen Krebsarten häufig sind, ist die Reparatur dieser Mutationen ein Forschungsschwerpunkt, laut der ACS. Frühe Laborexperimente setzten normal funktionierende p53-Gene in Viren ein, die dann in Krebszellen eingeführt wurden. Krebszellen, die mit p53-beladenen Viren infiziert waren, wuchsen langsamer als uninfizierte Krebszellen. Leider wurden die Gesamtergebnisse des Experiments als Fehlschlag betrachtet und weitere Studien mit den beladenen Viren wurden eingestellt.
