4. Pahaloomulise vähi teke on pikaajaline protsess, mis tavaliselt võtab aega aastakümneid.
Kasvaja progressioon põhineb rakkudes akumuleeruvatel juhuslikel geneetilistel või
epigeneetilistel mutatsioonidel rakkude jagunemist ja ellujäämist reguleerivates geenides.
Mutatsioonid, mis annavad tulevasele vähirakule selektiivse eelise nimetatakse juht- või
draivermutatsioonideks (driver).
·
·
·
4/58
5.
6. Soole luumen sisaldab suures koguses toksiine ja baktereid
Inimene kaotab umbes 10 epiteelirakku (~200 g) igapäevaselt
Laborihiire soole krüptis asuvad tüvirakud jagunevad elu jooksul umbes 1000 korda ilma
jagunemispotentsiaali kaotamata ja kartsinogeensed mutatsioonid on harv nähtus
Sooleepiteeli regeneerivad tüvirakud ja transitoorselt paljunevad rakud (transit-amplifying,
TA)
Tüvirakud moodustavad 0.1-1% koe rakkudest
Epiteelkoe rakud diferentseeruvad transitoorselt paljunevatest rakkudest
Käärsoole epiteeli eluiga on 5-7 päeva kui nad surevad
·
· 11
·
·
·
·
·
6/58
7. Naha keratinotsüüdid surevad 20-30 päeva jooksul
Erütrotsüütide eluiga on ~120 päeva, mille järel nad põrnas endotsüteeritakse
·
·
7/58
8. Tüvirakkude genoom on hästi kaitstud
Koes kõige seespool asub tüvirakunišš
Krüpti põhjas asuvad 5 tüvirakku on soole
sisu eest kaitstud tingituna oma asukohast
ja mukoosa poolt
TA rakud jagunevad 2-3 korda ja
diferentseeruvad
·
·
·
Pilt: Adult intestinal stem cells: critical drivers of epithelial homeostasis and regeneration
8/58
9. GRUPP (N) HIIRI GI VÄHIGA
Muc2+/+
6 kuud (6) 0
1 aasta (18) 0
Muc2−/−
6 kuud (19) 3 (16%)
1 aasta (19) 13 (68%)
GI vähi intsidents Muc2 hiirtel
Allikas: Colorectal Cancer in Mice Genetically Deficient in the Mucin Muc2. Pilt: Increased lymphocyte infiltration and expression of inflammatory cytokines.
Representative sections presenting lymphocyte infiltration into the colon of (A) Muc2+/+ and (B and C) Muc2−/− animals, detected using an anti-CD3 antibody.
In the Muc2−/− mice, there was an increase of lymphocyte infiltration in parts of the colon where there was loss of epithelial cells (B). Parts of the colon that
were unaffected (C) were comparable to sections of the Muc2+/+ mice. Van der Sluis et al., 2006.
9/58
10. Pikaealised rakud kontributeerivad vähi tekkesse
DMBA/TPA naha kartsinogeneesi mudeliga tekkinud papilloomid ja adenoomid pärinevad
pigem vaikeolekus rakkudest (naha tüvirakud?) kui aktiivselt jagunevatest
CML-i BRC-ABL t(9;22)(q34;q11) translokatsioon ehk Philadelphia kromosoom on olemas
kõigis lümfoid ja müeloid raja rakkudes
·
5-FU ( uorouracil) mis inhibeerib aktiivselt jagunevaid rakke ei vähendanud oluliselt
papilloomide teket, Morris et al., 1997.
-
·
See viitab, et mutatsioon on tekkinud pluripotentses tüvirakus-
10/58
11. Sümmeetriline ja asümmeetriline jagunemine
Allikas: Asymmetric and symmetric stem-cell divisions in development and cancer.
11/58
12. Lisaks tüvirakkude suhteliselt aeglasemale jagunemisele ja nende asumisele anatoomiliselt
kaitstud kohtades, toimib veel mitu teist mehhanismi:
Apoptoos, röntgenkiirguse poolt kahjustatud hiire soole krüpti tüvirakud lähevad kiirelt
apoptoosi selle asemel et DNA kahjustusi parandada.
Toksiinide aktiivne transport rakust välja: MDR1 (multi drug resistance 1).
Asümmeetriline replitseerunud DNA jaotumine.
·
·
·
12/58
13. DRUG RELATIVE RESISTANCE
Doxorubicin 2.7 ± 0.4
Daunorubicin 3.2 ± 0.8
Vincristine 5.3 ± 1.3
VP16 4.9 ± 1.1
Colchicine 3.6 ± 0.1
Rhodamine 123 4.1 ± 0.3
Taxol 1.0 ± 0.1
Raku toksiinipumbad
MRP (MDR associated protein) geeni
transfektsioon SW-1573 inimese kopsu
kartsinoomi rakkudesse muutis need
rakud ravimiresistentseks.
ABC transporterid on raku
plasmamembraani ATP sõltuvad
transpordivalgud, mis liigutavad rakust
välja väga erinevaid substraate sh.
toksiine.
·
·
Allikas: Zaman et al., 1994.
13/58
15. Raku jagunemisel peegeldub tütarrakkude saatus ka nende DNA-s.
Kui tüvirakud jagunevad, siis
õdekromatiidid mis sisaldavad vanemat
DNA ahelat (pildil roheliselt fluorestseeruv)
segregeeruvad ühte tütarrakku.
Vanem DNA segregeerub tavaliselt vähem
diferentseerunud tütarrakku.
·
·
Allikas: Richard Robinson, 2007.
15/58
16. Konserveerunud DNA ahel jääb tüviraku kompartementi
DNA ahelad mida replikatsiooni käigus ei
sünteesitud on nn. "konserveerunud"
matriits ahelad.
Värskelt sünteesitud DNA on "mitte-
konserveerunud".
Cairnsi hüpotees, 1975: replitseerunud
tüviraku matriits DNA segregeerub
tüvirakust tütarrakule ja uuesti
sünteesitud ahelat sisaldav DNA pärandub
transitoorselt prolifereeruvale tütarrakule.
·
·
·
16/58
17. Somaatilised tüvirakud ei märgistu hästi DNA-sse lülituvate ühenditega, välja
arvatud tekkimisel ja koe kahjustuste korral.
Somaatilised tüvirakud säilitavad oma tekkimisel DNA-sse lülitatud märgise (3H-tümidiin)
väga pika-aegselt.
Lühiajaline kudede inkubeerimine 3H-tümidiiniga märgistab ainult transitoorselt jagunevad
rakud ning koe uuenedes märgis kaob ruttu.
Hiirtel puberteedis rinnanäärme tüvirakkude nišši moodustumisel sisse viidud 3H-tümidiin
jääb aga sinna pidama sest tüvirakud jagunevad veel sümmeetriliselt (tekib kaks tüvirakku).
·
·
·
Pilt: Smith, 2005.
17/58
18. Label-retaining cells eksperimentaalselt defineeritud rakupopulatsioon, mis säilitavad DNA-sse
lülitatud märgise (nt. BrdU) ja mis peaksid olema aeglaselt jagunevad tüvirakud.
Pilt: Hsu et al., 2011.
18/58
19. Krooniline koekahjustumine võib istutada mutantse DNA tüviraku nišši
Kartsinogeenid võivad toimida läbi koekahjustuse, kui kahjustada saavad ka tüvirakud.
Tüviraku sümmeetriline jagunemine võib põhjustada viimases S-faasis sünteesitud mutantse
DNA jäämise tüviraku nišši.
Selline mutantne DNA omandab siis nn "surematu" staatuse.
Alkohol, mis toimib tuumori promootorina, põhjustab just sellist tüüpi kahjustusi suuõõne
epiteelile.
Super kartsinogeen oleks sellisel juhul aine mis on üheaegselt tsütotoksiline ja mutageenne
(benzo[a]püreen).
·
·
·
·
·
Pilt: Benzo(a)pyrene. Wikipedia.
19/58
20. Why do some tissues give rise to cancer in humans a million times more frequently than others? These differences can be explained by the number of stem cell
divisions. By plotting the lifetime incidence of various cancers against the estimated number of normal stem cell divisions in the corresponding tissues over a
lifetime, you can find a strong correlation. This suggests that random errors occurring during DNA replication in normal stem cells are a major contributing
factor in cancer development. Remarkably, this “bad luck” component explains a far greater number of cancers than do hereditary and environmental factors.
Pilt: Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions Science 2 January 2015: vol. 347 no. 6217 78-81
20/58
21.
22. 1. Replikatsioonivead mis tekivad DNA sünteesil (vale nukleotiidi lülitamine ahelasse)
2. Nukleotiidide spontaansed biokeemilised muutused (depurineerumine ja
depürimidineerumine, deamineerumine)
3. Mutageensete ühendite poolt põhjustatud nukleotiidide muutused (nt UV kiirgus,
alkülatsioon)
22/58
23. Imetajate genoomis on 15 DNA polümeraasi. Mõned funktsioneerivad genoomi
replikatsioonil, kuid enamus toimivad DNA kahjustuste parandamisel
DNA replikatsiooni viivad läbi DNA Pol , Pol ja Pol .
DNA polümeraasid lülitavad vigase nukleotiidi DNA-sse sagedusega 1/100000 aluspaari
kohta ( ).
Inimese genoomi replitseerimisel teeb see diploidses rakus oleva aluspaari kohta
60000 mutatsiooni.
·
· α δ ϵ
·
10−5
· 6 × 109
23/58
24. Kui DNA Pol ( , , ) lülitab vale nukleotiidi ahelasse, korrigeerib ta selle kohe oma 3'-5'
eksonukleaasse aktiivsuse abil (proofreading)
Proofreading põhineb, sellel et polümeraas tunneb järgmise nukleotiidi lülitamisel ära
"vales" asendis 3' OH rühma ja jääb kinni.
Proofreadingu tasemel eemaldatakse 99% vigu, sellest läbi lipsanud vead parandab
mismatch repair mehhanism.
Koos proofreadingu ja MMR mehhanismiga on totaalne vigade sagedus replikatsioonil .
· α δ ϵ
·
·
· 10−9
Pilt: Seshagiri, 2013.
24/58
25. Pold1 või Pole katalüütilise subühiku
eksonukleaasse aktiivsuse mutantsetel
hiirtel on 10 korda kõrgem
mutatsioonisagedus ja neil tekivad
spontaansed kasvajad.
hiired surevad 8 kuu
vanustena erinevate kasvajate tagajärjel.
surevad enneaegselt soole
adenoomide ja adenokartsinoomide tõttu.
; kaksik-mutantsed
hiired surevad veelgi kiiremini tüümuse
lümfoomide kätte.
Mlh1 (MutL homologue) - MMR valk
·
· Pold1exo/exo
· Poleexo/exo
· Poleexo/exo
Pold1exo/exo
·
Pilt: Albertson et al., 2009.
25/58
26. Pärmi S. pombe mudelis tõstis inimese
POLD1 S478N mutatsiooni analoog tugevalt
mutatsioonisagedust.
MUUTUS MUTATSIOONISAGEDUS
( )
TÕUS
(MUTANT/WILD
TYPE)
C462N 72 (9.6) 12
C462S 4.2 (2.1) 0.7
Wild type 6.0 (4.2) 1
Heterosügootsed pärilikud POLE või
POLD1 geenivariandid esinesid mitmetes
multi-adenoomi ja või CRC patsientidel
kuid mitte tervetel isikutel.
Geenivariantidel POLE p.L424V ja POLD1
p.S478N on kõrge penetrantsus ja POLD1
mutatsioonid tõstsid ka
endomeetriumivähi riski.
POLE p.L424V ja POLD1 p.S478N
mutatsioonid asuvad DNA polümeraaside
ε ja δ proofreading eksonukleaassetes
domäänides.
·
·
·
×109
Pilt: Germline mutations affecting the proofreading domains of POLE and POLD1 predispose to colorectal adenomas and carcinomas.
26/58
27. Mononukleotiidsed kordusjärjestused ehk mikrosatelliidid on eriti avatud
replikatsioonivigadele mis on tingitud mismatch repair funktsiooni kadumise tõttu.
Pilt: DNA Replication and Causes of Mutation.
27/58
28. MSI ebastabiilsus patsiendil kellel on nii
soolevähk (C) kui rinnavähk (B).
Pilt: Exclusion of Breast Cancer as an Integral Tumor of Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer.
Vähi DNA milles esineb selline
mikrosatelliitide ebastabiilsus võib
klassifitseerida kas
MSI-H esineb >80% mittepolüposse
päriliku soolevähi patsientidel ja 100%
patsientidel kellel on pärilikud ja hMSH2
või hMLH1 mutatsioonid.
·
MSI-H(igh) >30% mikrosatellitide
markereist on muutunud,
MSI-L(ow) <30% mikrosatellitide
markereist on muutunud.
-
-
·
28/58
29. MMR on kahjustust välja lõikav protsess,
kus mittepaarduvad nukleotiidid
lõigatakse ahelast välja.
MMR on seotud DNA replikatsiooniga,
MMR valgud interakteeruvad PCNA-ga.
Mittepaardumine põhjustab DNA
paindumise/mügara (bulge) mis viib MMR
valkude värbamiseni ja need lõikavad välja
DNA segmendi kahjustusest lähima
üheahelalise katkestuseni (nick) ja DNA pol
sünteesib jäänud tühimiku täis.
·
·
·
δ
29/58
30. Normaalses raku keskkonnas neutraalsel pH-l esineb madalas kontsentratsioonis ( )
vesinik ja hüdroksüül ioone,
mis reageerivad DNA-ga ja põhjustavad nukleotiidide depurineerumist või
depürimideerumist ja deamineerumist.
· M10−7
·
30/58
31. Depurinatsioon on spontaanne adeniini või guaniini eraldumine deoksüriboosist.
Imetajarakus toimub umbes 10000 depurinatsiooni päevas (seega, terves inimese kehas
kehas kaotab nukleotiidi iga päev oma puriini!).
Depürimideerumine toimub kuni 100 korda väiksema sagedusega (500 päevas).
Stabiilselt on inimese rakus genoomi kohta 4000-15000 alusevaba nukleotiidi.
·
·
1017
·
·
31/58
32. Deaminatsiooni tõttu kaotavad tsütosiin, adeniin või guaniin oma amiinrühma.·
Uratsiili võib järgmise replikatsiooni ajal
lugeda kui tümiini põhjustades C>T
mutatsiooni.
Deamineeritud nukleotiidid reeglina
parandatakse reparatsiooniensüümide
poolt.
5-Metüültsütosiini deamineerimise
tagajärjel tekib täiesti normaalne tümiin ja
T:G paardumine võib reparatsioonile
"nähtamatuks" jääda põhjustades C>T
punktmutatsiooni.
·
·
·
32/58
33. Mitokondriaalset või peroksüsomaalset päritolu hapniku radikaalid põhjustavad DNA aluste
oksüdatsiooni. Tekib terve rida reaktsiooniprodukte.
Pilt: DNA base products of interaction with reactive oxygen and free radical species.
33/58
35. UV-B kiirgus kui kõige suurema energiaga päikesevalguse komponent võib viia kolme
põhilise DNA kahjustuse tekkeni:
tsüklobutaan pürimidiin dimeerid (CPD)
Pürimidiin 6-4 pürimidoon fotoprodukt (6-4PP) ja selle Dewar isomeer
·
·
·
Pilt: Structures of DNA duplexes showing the presence of lesions (in green) such as CPD (a), 6-4PP (b), and 6-4 Dewar dimer (c). Molecular mechanisms of
ultraviolet radiation-induced DNA damage and repair
35/58
36. cpd
CPD on kõige sagedasem UV poolt
indutseeritud kahjustus (71%)
CPD moodustub kui kui kõrvuti asetsevate
pürimidiinide C5 ja C6 vahel tekib
kovalentne side ja moodustub
tsüklobutaan ring
Aluspaardumine tavaliselt ei häiru CPD
tekkimise korral
CPD moodustub kõige sagedamini kõrvuti
asetsevate tpmiinide vahel (TT-CPD)
·
·
·
·
36/58
37. Sageduselt teine UV kahjustus (24%)
Moodustub kovalentne side 5' pürimidiini C6 positsiooni ja 3' kõrvalasuva pürimidiinaluse C4
positsiooni vahel
6-4-fotoproduktid häirivad tugevalt DNA heeliksit
Moodustuvad TT (60%), CT (30%) ja CC (10%) dinukleotiidide vahele
·
·
·
·
Pilt: Solution structure of the (6–4)/GA duplex. (A) Superimposed stereo view of 10 intensity refined structures of the (6–4)/GA duplex. (B) Stick view of the
central four base pairs of the (6–4)/GA duplex. The sugar and backbone atoms are magenta. Two thymine bases (T5, T6) of the (6–4) adduct are red, and their
opposite G15 and A16 bases are yellow and green, respectively. The flanking base pairs are cyan. The hydrogen atoms are excluded. Joon-Hwa Lee et al. PNAS
1999;96:6632-6636.
37/58
38. DNA-d alküleerivad ühendid aktiveeritakse CYP-id poolt
Activation of aflatoxin B1 (AFB1), 2-acetylaminofluorene (AAF), and benzo[a]pyrene (BP) requires the activity of cytochrome-P450-dependent monooxygenases
(CYPs). 1,2-Dichloroethane (DCE) is activated by glutathione S-transferases (GSTs) into glutathione (GSH) half-mustard and GSH episulphonium electrophiles,
which can bind directly to DNA. GST-catalysed conjugation of trichloroethylene (TCE) produces GSH adducts. The red arrows point to the position of the
nucleophile (DNA, protein, GSH) attack. GSH conjugates of AFB1 oxide or PAH diol-epoxides are detoxification products.
38/58
39. Benzo[a]pyrene (BP) theoretically can be metabolized into four different 7,8-diol-9,10-epoxide stereoisomers (see figure). The (+)-anti-7R,8S-diol-9S,10R-epoxide
of BP [(+)-anti-BPDE] is formed in great excess, both in vitro and in vivo, compared with the other three stereoisomers, the (+)-syn-, (-)-syn- and (-)-anti-BPDE. (+)-
Anti-BPDE derives from further epoxidation of the R,R-dihydrodiol precursor, as shown in Fig. 2. Some small amounts of the (+)-syn-BPDE isomer are usually
detectable as a result of further epoxidation of the S,S-dihydrodiol precursor (not shown). From all four possible stereoisomers, the (+)-anti-BPDE has the
highest intrinsic genotoxic and carcinogenic potency. The major DNA adduct, the (+)-trans-anti-BPDE-N2-dG, derives from trans opening of the epoxide moiety.
This adduct is more resistant to nucleotide excision repair than the cis-opened product, (+)-cis-anti-BPDE-N2-dG. Resistance to DNA repair and subsequent DNA
replication across this 'bulky' DNA adduct — translesional synthesis (TLS) — can lead to the induction of Gright arrowT base pair transversions in cancer genes
such as TP53 or KRAS.
39/58
40. Üks sigaretimahv sisaldab osakest ja
4800 ühendit.
Paljud ühendid on kartsinogeensed, sh
polütsüklilised aromaatsed süsivesikud
(PAH; benzo[a]pyrene (BaP)), N-
nitroosamiinid, aromaatsed amiinid ja
metallid.
Suitsetajatel on oluliselt kõrgem C>A
transversioonide sagedus.
Suitsetajate kopsuvähid sisaldavad 10X
rohkem punktmutatsioone kui
mittesuitsetajad.
· 1010
·
·
·
Pilt: Genomic Landscape of Non-Small Cell Lung Cancer in Smokers and Never-Smokers.
40/58
41. Pilt: Many chemicals, including aflatoxin, require metabolic activation to electrophilic intermediates to exert carcinogenic activity. These species can react with
and modify DNA, leading to the formation of pro-mutagenic lesions that result in the activation of protooncogenes and the inactivation of tumour-suppressor
genes. Aflatoxin B1 undergoes an initial two-electron oxidation by the cytochrome P450-family members CYP1A2 and CYP3A4, yielding aflatoxin-B1-8,9-oxide.
This epoxide reacts with the N7 atom of guanine to form a pro-mutagenic DNA adduct (aflatoxin–N7-guanine). The aflatoxin–DNA adduct is unstable and
undergoes depurination, leading to its urinary excretion (bottom). Aflatoxin-B1-8,9-oxide is also a substrate for several isoforms of human glutathione S-
transferases (GSTs), which yield a stable, non-toxic, polar product that is excreted in the bile. The aflatoxin–glutathione product also undergoes sequential
metabolism in the liver and kidneys to be excreted as a mercapturic acid (aflatoxin–N-acetylcysteine) in the urine. Aflatoxin B1 also undergoes extensive
oxidation, which is catalysed by cytochrome P450s. In addition to formation of the 8,9-oxide, oxidation by CYP1A2 yields a stable urinary metabolite, aflatoxin
M1, that is excreted in milk (top). Aflatoxin M1 is less carcinogenic or mutagenic than aflatoxin B1, but is equally toxic. The oxidation products of aflatoxin can
be excreted without further biotransformation or can be conjugated by UDP-glucuronosyl transferases44, 53. Collectively, these end products of aflatoxin
biotransformation are biomarkers of exposure to aflatoxin and risk of hepatocellular carcinoma.
41/58
42. HCA-d moodustuvad kui lihas leiduvad kreatiin ja aminohapped reageerivad kõrgel
kuumusel (>200 C)
·
Pilt: Vasem: HCA moodustumine. Parem, The boiling issue.
42/58
43.
44. Lämmastikalust välja lõikav parandus (base excision repair, BER),
Nukleotiide välja lõikav parandus (nucleotide excision repair, NER).
DNA katkestusi ja lünkasid (gap) parandatakse homoloogse rekombinatsiooni (HR) ja
mittehomoloogse otste ühendamise teel (NHEJ).
·
·
·
44/58
46. Vähirakkudes tekib DSB (double strand
break)-le tugev vastus, mis põhjustab
reparatsioonivalkude akumuleerumise
kromatiinile.
Reparatsiooniensüümide ekspressiooni
reguleerivad onkogeenid, pidev
replikatsioonikahvlite initsatsioon ja
põrkumine.
Replikatsioonikahvlite toppamine tõstab
DSB riski ja tagajärjeks on katkestuste
kasv.
·
·
·
Pilt: wikimedia.
46/58
48. Kui DNA kahjustus jääb parandamata põhjustab see replikatsioonikahvli toppama jäämise.
Seiskunud kahvel kollapseerub ja põhjustab DSB, mis võib viia genoomi ebastabiilsuseni.
Rakud tolereerivad replikatsioonil ettejäävaid kahjustusi neist läbi sünteesides.
Replikatiivsed proofreadingu aktiivsusega DNA polümeraasid Pol , , ei suuda
kahjustustest läbi sünteesida.
Imetajarakus 7 DNA polümeraasi millel on TLS võime.
Ühelgi TLS Pol-idest pole eksonukleasset proofreadingu aktiivsust.
·
·
·
· α δ ϵ
·
POLH, POLI (Pol- ), POLK, REV, Pol- , POLQ ja POLN.- ι ζ
·
48/58
49. Substraadiks on uratsiiljäägid, ROS-
kahjustatud alused, hüdrolüütilised
reaktsiooniproduktid ja metülatsioonid.
Kahjustatud lämmastikaluse eemaldab
aluse spetsiifliline DNA glükosülaas (nt.
UNG).
Tekkinud lämmastikaluseta koha
eemaldab AP endonukleaas (AP,
apyrimidinic või apurimidinic; APEX1).
5'-deoksüriboosfosfaadi (dRP) lõikab välja
dRP lüaas (POLB ühe domääni aktiivsus).
Järele jäänud 1 nukleotiidse augu
sünteesib täis POLB (Pol ).
·
·
·
·
·
β
BER tähendab ühe nukleotiidi
lämmastikaluse eemaldamist ja nukleotiidi
asendamist.
·
49/58
50. NER eemaldab DNA heeliksit rikkuvad
modifikatsioonid.
Heeliksit rikkuvaid modifikatsioone
põhjustavad
Mõlemale poole kahjustust tehakse
üheahelaline katkestus ja kahjustus
lõigatakse välja.
27-29 nuklotiidi pikkune auk sünteesitakse
uuesti POL- või POL- poolt.
GAP-filling sõltub PCNA-st ja ssDNA
siduvast RPA valgust.
·
UV kiirgus, cisplatin, polütsüklilised
aromaatsed süsivesikud (PAH).
-
·
·
δ ϵ
·
50/58
51. Autosomaalne retsessiivne sündroom mida põdevaid inimesi iseloomustab äärmine
fototundlikkus (intsidents 1:250000).
Kõrge nahavähi risk ja neuroloogilised defektid.
XP on põhjustatud inaktiveerivatest mutatsioonidest NER geenides.
XP geene on kokku 8, seitse neist siis NER funktsiooniga.
XP-V põhjustab TLS puudulikkus, mis on tingitud POLH mutatasioonidest.
·
·
·
·
·
Pilt: Wikimedia.
51/58
52. XP-V põhjustavad mutatsioonid TLS DNA polümeraasis POLH (Pol- ).η
POLH vahendab tolerantsust UV-kiirguse poolt tekitatud TT-CPD-le.
POLH inserteerib korrektselt AA nukleotiidid TT-CPD vastu.
XP-V mutatsioonid rikuvad POLH interaktsioonid TT-CPD-ga.
Polh-/- hiirtel tekivad UV-indutseeritud nahakasvajad.
UV põhjustab Polh-/- hiirtel DNA kaheahelalisi katkestusi.
XP-V patsientidel tekivad lamerakulised nahakartsinoomid, kui spontaansetest
nahavähkidest POLH geeni mutatsioone leitud ei ole.
Kopsu ja maokasvajates on POLH ekspressioon vähenenud.
·
·
·
·
·
·
·
52/58
53. 6-4 PP läbisünteesi viib korrektselt, vigadeta läbi POLI
POLI võib sünteesida ka läbi TT-CPD, kui
POLH on puudu, kuid
mutageenselt/vigaselt
Poli-/- rakud ei ole UV tundlikud ja hiirtel ei
teki kasvajaid
Poli-/-;Polh-/- hiirtel on võrreldes Polh-/-
hiirtega hoopis UV mutagenees
vähenenud, viidates et Poli on ~vigane
tagavara Pol UV kahjustuste jaoks
Võib oletata, et POLI vastutab ka XP-V
patsientide nahavähi eest
·
·
·
·
Poli-/-;Polh-/- topelt knock-out hiirtel tekib
siiski natuke rohkem kasvajaid ja nad
surevad rutem kui Polh-/- hiired.
·
Pilt: UV-B Radiation Induces Epithelial Tumors in Mice Lacking DNA Polymerase η and Mesenchymal Tumors in Mice Deficient for DNA Polymerase ι.
53/58
54. POLB-l on 5'-deoksüriboos-fosfaadi (dRP)
lüaassne aktiivsus, mida on vaja
lämmastikaluse kadumisel alles jääva
suhkru eemaldamiseks DNA ahelast.
POLB mutatsioone esineb 40% soolevähis
(Donigan et al., 2012).
POLB on samas ka üle-ekspresseeritud
erinevates vähkides.
POLB üle-ekspressioon takistab
normaalset replikatsiooni ja põhjustab
mutatsioonide teket.
Polb üle-ekspresseerivatel hiirtel tekib
rohkem osteosarkoome.
·
·
·
·
·
Polb KO hiired surevad embrüonaalselt.
Polb+/- hiirtel on rohkem lümfoome, kuid
elulemus oluliselt ei kannata.
·
·
Pilt: Haploinsufficiency in DNA Polymerase β Increases Cancer Risk.
54/58
55. Naha UV kaitse
Melanotsüüdid nahas sisaldavad melanosoome, mis kanduvad edasi keratinotsüütidesse.
Melanosoomid moodustavad keratinotsüütides supranukleaarseid mütsikesi.
·
·
Pilt: Melano-phagolysosomes are organized into supranuclear "caps" within keratinocytes.
55/58
56. Glutatiooni konjugeerimine takistab
tsütotoksilistel ainetel reageerida raku
makromolekulidega/märklaudadega.
·
Pilt: The role of glutathione-S-transferase in anti-cancer drug resistance.
Glutatioon on glütsiin-tsüsteiin-glutamiin
tripeptiid.
Endogeensed GST substraadid: O-
Quinones of catecholamines and
dopamine, postaglandins, lipid
peroxidation products generated by
reactive oxygen species.
Eksogeensed GST substraadid: polycyclic
aromatic hydrocarbons, alpha, beta
unsaturated aldehydes, molecules with
epoxide groups, chemotherapeutic
agents.
·
·
·
56/58
