Молекулалық биологияның дамуының онкогенездегі рөЛІ
жүктеу/скачать 27,22 Kb.
|
Баяндама
|
МОЛЕКУЛАЛЫҚ БИОЛОГИЯНЫҢ ДАМУЫНЫҢ ОНКОГЕНЕЗДЕГІ РӨЛІ Сау жасушалар - бөліну, өлі жасушаларды ауыстыру және тіндердің зақымдануын қалпына келтіру қабілетімен жаңартылады. Бұл бөліну мен репликация - ДНҚ арқылы бақыланады және белгілі бір тәртіпке ие. Бірақ ДНҚ-ның кейбір зақымдануы нәтижесінде кейбір жасушалар бақылаусыз бөлініп, көбейеді. Осындай жолмен бақыланбай бөлінетін және көбейетін жасушалар «рак» немесе «ісік» жасушалары деп аталады. Біздің денеміздің әртүрлі тіндері мен мүшелерінде пайда болуы мүмкін ісіктер: «қатерсіз» және «қатерлі» болып екіге бөлінеді. Қатерлі ісіктер өсіп келе жатқанда, олар қалыпты тіндерді зақымдайды және біз қатерлі ісік деп аталатын аурулар пайда болады. Кейде қатерлі ісік жасушалары қан және лимфа айналымы арқылы пайда болатын тіннен басқа тіндерге жетеді, бұл аурудың дененің басқа бөліктеріне таралуын тудырады. Бұл жағдай «метастаз» деп аталады. Қатерлі ісік жасушалары - қалыпты жасушалардан аз маманданған болуы, бақылаусыз көбеюі, инвазия немесе метастаз сияқты кей жолдар арқылы ерекшеленеді. Осы гетерогенділікті көрсететін көптеген адам ісіктері гистопатологиялық әртүрлі әрі осы әртүрлілікке ие болуда пролиферативті сигналдарды сақтау, инвазия мен метастаз, дифференциация, индукцияланған ангиогенез, өсуді басушыларынан қашу, қабыну, жасуша өліміне төзімділік немесе репликативті өлімсіздіктің белсендіруі сияқты бірқатар негізгі канцерогендік белгілермен сипатталады. Негізінен ісік жасушалары өте жылдам көбейе алуы үшін қандай да бір энергия көзі қажет. Сондықтан ісік жасушалары тотығу фосфорлануын қолданатын қалыпты жасушалармен салыстырғанда жоғары энергия қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін оттегі болған жағдайда да гликолиз жолын пайдалануды қалайды. Бұл механизм ісік жасушалары метаболизмінде маңызды рөл атқаратын және Варбург эффектісі деп аталатын тыныс алудан ашытуға ауысуымен сипатталады. Қатерлі ісіктің дамуы мен жасушаның энергия алмасуы арасындағы байланыс көптеген жылдар бойы қарқынды зерттеулердің назарында болды. Қатерлі ісіктер - органына, аймағына және микроскопиялық құрылымына қарай жіктеледі. Қатерлі ісіктің 100-ге жуық түрі болса да, кейбір түрлері әлдеқайда жиі кездеседі. Қатерлі ісіктің жалпы түрлері: Өкпенің қатерлі ісігі сүт безі қатерлі ісігі ми ісіктері ауыз ісігі Ішектің (тоқ ішек) қатерлі ісігі Өңештің қатерлі ісігі Тері ісігі Жатыр және жатыр мойны обыры аналық бездің қатерлі ісігі Простата обыры Аталық бездің қатерлі ісігі Асқазанның қатерлі ісігі бүйрек қатерлі ісігі бауыр ісігі ұйқы безінің қатерлі ісігі қуықтың қатерлі ісігі Өңеш ісігі Мұрын-жұтқыншақ ісіктерін атауға болады. Әлемде жыл сайын шамамен 14 миллион адамға қатерлі ісік диагнозы қойылып, шамамен 8,2 миллион адам осы аурулардың салдарынан қайтыс болатыны белгілі. Соңғы екі онжылдықта молекулярлық биология және гендік технология салаларындағы негізгі жетістіктер биотехнологиядағы жылдам өзгерістер мен прогрестің қозғаушы күші болды және бұл технология барған сайын көбірек қамтып, көптеген салалар мен қызмет көрсету секторларына әсер етті. Бұл технология компьютерлік технологиялардың дамуына қосқан үлесімен профилактикалық және емдік медицина саласында бірнеше жыл бұрын тіпті елестету мүмкін емес жаңа әдістердің пайда болуына әкелді. Физиологиялық жүйелерді, биохимиялық процестерді, патогендердің ауру тудыратын механизмдерін, адам және патоген геномдарын және ДНҚ, РНҚ, ақуыз және антиденелер сияқты молекулаларды басқару қабілетімізді жақсырақ түсіну нәтижесінде қосымша диагностика және емдеу әдістерің дамуы басталды. Бұл баяндамада, молекулярлық биология дамуында зертханалық жағдайларда қатерлі ісік ауруларды зерттеу мен анықтау мақсатында жиі қолданатын әдістер туралы айталады. Флуоресцентті іn situ будандастыру (Fluorescent In situ hybridization немесе FISH) әдісі In situ будандастыру - бұл нуклеин қышқылының белгілі бір тізбегі тінде немесе жасушада қай жерде орналасқанын анықтау әдісі. Ол сәйкес жағдайларда бір тізбекті нуклеин қышқылы молекулаларын олардың комплементарлы тізбектерімен жұптастыру арқылы гибридті молекулалардың түзілуіне негізделген. Осылайша, РНҚ немесе ДНҚ молекулаларындағы нақты тізбектер анықталады. Гистологиялық тіндерде тұрақты гибридтерді қалыптастыру үшін таңбаланған нуклеин қышқылы зондымен мақсатты мРНҚ гибридизациясы қамтамасыз етіледі, осылайша зондтың орналасқан жері көрінетін болады. Флуоресцентті іn situ будандастыру (FISH) - гендер мен хромосомаларды бояу үшін флуоресцентті молекулаларды пайдалану әдісі ретінде бандтау әдістерімен үйлесетін жақсы бағалау құралы болып табылады. Флуоресцентті таңбалау іn situ будандастыру принципіне сәйкес зонд пен үлгі арасында гибридті құрылымды қалыптастыру арқылы сигналға айналатын процесс болып табылады. FISH - Southern Blot техникасының бір аналогы. Бүгінгі күні ол қатерлі ісіктерді зерттеуде, токсикологиялық зерттеулерде және хромосомалық ауытқуларды анықтауда генетикалық диагностика әдісі ретінде қолданылады. ELISA әдісі ELISA – бұл ферментпен байланысты иммуносорбентті талдаудың (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) ағылшынша аббревиатурасы. Бұл антиген-антидене қатынасын және антиденемен байланысқан ферменттің белсенділігін зерттеуге негізделген сандық өлшеу әдісі болып табылады. Антигенге қарсы антиденелерді немесе антиденеге қарсы антигенді іздеуге болады. Иммуногистохимия (IHC) Әдістің принципі мақсатты ақуызды бастапқы және қайталама антиденелермен байланыстыру, содан кейін оларды ферменттермен, флуоресцентті бояғыштармен, радиоактивті материалдармен немесе коллоидтық алтынмен таңбалау арқылы тін бөліктерін визуализациялау болып табылады. Иммуноцитохимия (ICC) Иммуноцитохимия (ICC) - белгілі бір бастапқы антидененің көмегімен онымен байланысатын жасушаларда белгілі бір ақуыздың немесе антигеннің (өсірілетін жасушалар, жасуша суспензиялары) болуын бағалау үшін қолданылатын әдіс, осылайша микроскоп астында қарауға және зерттеуге мүмкіндік береді. Талдауға болатын үлгілерге қан жағындылары, аспираттар, жағындылар, өсірілген жасушалар, жасуша суспензиялары және цитоспин жатады. Иммуноцитохимия – иммуногистохимиядағыдай мақсатты белоктардың молекулалық экспрессиясын және осы өрнектің локализациясын көрсету үшін қолданылатын әдістердің бірі. IHC-тен айырмашылығы, ол тіндік бөлімдерде емес, жасушаларда мақсатты ақуыздың локализациясын көрсетеді. Иммуногистохимия және иммуноцитохимия әдістері сапалы өлшемдер болып саналғанымен, бояу қарқындылығымен және компьютерге негізделген бейнелеу бағдарламасымен пайдаланылған кезде оларды жартылай сандық түрде бағалауға болады. Экспрессиялық клондау (клондық ақуыз синтезі техникасы): Бұл молекулалық биологиядағы белоктардың қызметін зерттеудің ең негізгі әдістерінің бірі. Бұл әдістемеде қызығушылық танытатын ақуызды кодтайтын ДНҚ-дағы гендік аймақ ПТР арқылы күшейтіледі және кесу ферменттерінің көмегімен экспрессиялық векторлар деп те аталатын плазмидаларға біріктіріледі. Плазмидалар промоторлар деп аталатын триггер аймақтарының әсерімен қажетті ақуыздың синтезін қамтамасыз етеді. Плазмидалардың құрылымындағы антибиотиктерге төзімділік аймақтары қажетті ақуыздан басқа белоктардың синтезін болдырмауға қызмет етеді. Полимеразды тізбекті реакция (ПТР): Полимеразды тізбекті реакция - бұл ДНҚ-ны көшіру және репликациялау үшін қолданылатын өте тиімді және кең таралған әдіс. Қорытындылай келе, бір ДНҚ тізбегі ПТР арқылы миллиондаған рет қайталануы мүмкін болғандықтан, ол ДНҚ-дағы аймақты немесе мутацияланған генді анықтау үшін де кеңінен қолданылады. ПТР кез келген ДНҚ фрагментінің cDNA кітапханасында бар-жоғын анықтау үшін де қолданылады. ПТР-ның көптеген түрлері бар: кері бағдарламалық қамтамасыз етуді орындау арқылы РНҚ репликациясын қамтамасыз ететін RT-ПТР және бір уақытта ДНҚ мен РНҚ молекулаларының санына жетуге мүмкіндік беретін нақты уақыттағы ПТР (qPCR) осыларға мысал бола алады. ПТР гендегі немесе хромосомадағы белгілі бір өзгерістерді іздеу үшін қолданылуы мүмкін, бұл генетикалық жағдайды немесе қатерлі ісік сияқты ауруды табуға және диагностикалауға көмектеседі. Гельдік электрофорез: Гель электрофорезі - молекулалық биологияның басты әрі негізгі әдісі болып табылады. Негізінен бұл агороздық гельде электр өрісінің көмегімен (электр зарядына қарай) ақуыздардың (сондай-ақ, ДНҚ немесе РНҚ) көлеміне қарай бөлінуіне негізделген. Мысалы, үлкенірек ақуыз, ДНҚ немесе РНҚ фрагменттері бөліну процесінің соңында гельдің жоғарғы бөлігінде қалады, ал шағын өлшемді бөлшектер бастапқы нүктеден (жоғарыдан төменге немесе оңнан солға) көбірек орын ауыстырады. Бұл әдіс арқылы түрлі қатерлі ісік өрнектерінен онкогендердік гендерді биомаркерлерін анықтауға, экспрессиялану дәрежесін анықтауға немесе күдікті сигналдық жолдарды анықтауға мүмкіндік береді. Бұған Вестерн блоттинг әдісін (Western Blotting) мысал келтіруге болады. Әдіс поликлондық немесе моноклоналды антиденелерді қолдануға негізделген. Антиденелер молекулалық биологиядағы көптеген әдістер мен талдауларда (онкологиялық ауруларды зерттеуде) тиімді қолданылады. Яғни «Western Blotting» белоктарды анықтауды қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар зерттеушілерге олардың сандық ақпаратын береді. ДНҚ микромассивтері (DNA microarrays): ДНҚ секвенирлеу техникасы - ол бір тізбекті ДНҚ-ның олигонуклеотид бөлшектерінен тұратын микроскоп слайдындағы қатты бетке бекітілген нүктелер шоғырынан тұрады. Осылайша, тіпті үлкен фрагменттелген ДНҚ тізбегі 100 микрон сияқты өте кішкентай нүктелерде байқалатын болады. Әрбір нүктеде, «Southern Blotting» әдісіндегідей, зерттелетін ДНҚ үлгісінің комплементарлы тізбегі бар. Бұл техникада алдымен РНҚ тіннен оқшауланады және таңбаланған көшірме ДНҚ-ға (cDNA) айналдырылады. Содан кейін бұл cDNA микромассивтегі фрагменттермен визуалды будандастыруды орындайды. Бірнеше реттілік әдістерінің ашылуымен сау жасушалардың ДНҚ тізбегін рак клеткаларының ДНҚ тізбегімен салыстыруға болады. Сонымен қатар, қоршаған орта жағдайына сәйкес кез келген ағзада ген экспрессиясы қалай өзгеретінін анықтауға болады. Мысалы, осы әдіс арқылы 7000 гені бар ашытқы Saccharomyces cerevisiae генінің температураға байланысты қалай өзгеретінін немесе қатерлі ісікпен ауыратын науқастың тін өрнегінің гендік экспрессиясы туралы толық ақпаратты алуға болады. Illumina секвенирлеу әдісі Illumina секвенирлеу әдісі әдетте организмдердің бүкіл геномдарын және GWAS ("Genome Wide Association Study") секвенирлеуде қолданылады, өйткені ол бір циклде миллион негізге дейін деректерді береді және зерттеуде қолданылатын Сангер сияқты ескі әдістермен салыстырғанда қателік деңгейі өте төмен. GWAS зерттеулері аурумен байланысты SNP (бір нуклеотидтік полиморфизмдер), яғни бір нуклеотидті өзгерістерді анықтауға бағытталған. Ол сонымен қатар, барлық экзондық секвенирлеулік (Whole exome sequencing) зерттеулерде қолданылады. РНҚ интерференциясы РНҚ интерференциясы - бұл тиісті қос тізбекті РНҚ жасушаға енген кезде эндогендік комплементарлы мРНҚ тізбегінің фрагментациясына әкелетін транскрипциядан кейінгі ген экспрессиялануын өшіру механизмі болып табылады. РНҚ интерференциясы Dicer деп аталатын RNase III ферменті арқылы қос тізбекті РНҚ-ның кіші тежегіш РНҚ-ға (siRNA) бөлінуінен басталады. Содан кейін бұл siRNA-лар РНҚ-индукциялаушы репрессиялық кешенмен (RISC), мультипротеин-РНҚ нуклеаза кешенімен байланысады. RISC комплементарлы мРНҚ табу үшін siRNA-ларды пайдаланады және мақсатты мРНҚ-ны эндонуклеолитикалық жолмен кеседі. Нәтижесінде спецификалық мРНҚ-ның төмендеуімен мақсатты ақуыздардың азаюына әкеледі. РНҚ интерференциясы табиғи механизм болғанымен, эндогендік гендердің экспрессиясын in vitro жағдайда синтезделген siRNA немесе микроРНҚ-ларды қолдану арқылы басуға болады. Сондықтан РНҚ интерференциясы молекулалық биологияда, ген қызметін талдауда, сонымен қатар қатерлі ісіктердің гендік терапиясында кеңінен қолданылады. Қазіргі таңдағы қатерлі ісіктерді емдеу тәсілдері - кең түрде хирургиялық резекциядан кейін енгізілген адъювантты сәулелік терапия (радиотерапия) мен таңдаулы жағдайларда алынатын химиотерапияның комбинацияларына негізделген. Онкологиядағы соңғы жетістіктерге қарамастан бүгінгі таңда науқастардың өмір сүру деңгейі – қатерлі ісік жасушаларының жетілген бейімделгіштік (онкологиялық қасиеттер: дәріге төзімділік, өлімнен немесе апоптоздан қашу, ангиогенез немесе тамырлану (васкуляризация), инвазия және метастаз сияқты қабілетінің жоғары болуына байланысты әлі де шектеулі. Дегенмен, олар қандай жол мен механизмдерді қолдана отырып бұған қол жеткізгендігі ғылыми мәліметтер қарама-қайшы әрі жеткілікті емес. Сол себепті онкологиялық ауруларды емдеуде жаңа потенцияалды технологияларды ойлап табу бүгінгі таңдағы ең өзекті мәселелер болып табылады. жүктеу/скачать 27,22 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|