admin

Abstract

În fiecare celulă din corpul dumneavoastră se află ADN. O parte din acest ADN îi spune organismului cum să producă proteine. Cu toate acestea, o mare parte din acest ADN nu produce proteine și unii oameni îl numesc „ADN nedorit”. Un studiu de cercetare recent a arătat că variația (diferențele dintre indivizi) într-o anumită bucată de ADN nedorit ar putea crește riscul de cancer. Oamenii de știință au analizat un tip de ADN nedorit numit repetiții MSR1. Aceștia au arătat că repetițiile MSR1 se lipesc la capătul genelor care cauzează cancer, formând „cozi”, și că cozile mai scurte cresc riscul de cancer de sân și de prostată. Aceasta este o descoperire interesantă, deoarece ar putea permite o mai bună diagnosticare și tratamente pentru cancer.

În interiorul fiecărei celule din corpul nostru se află o moleculă lungă și subțire numită ADN. ADN-ul este manualul tău personal de instrucțiuni și îi spune corpului tău tot ceea ce trebuie să știe! ADN-ul determină culoarea ochilor, nuanța pielii, cât de înalt ești și chiar dacă mușchii tăi sunt mai buni la sprint sau la alergarea unui maraton. La fel ca un manual de instrucțiuni real, instrucțiunile din ADN sunt scrise într-o serie de litere. În ADN, există doar patru litere – A, T, G și C. Aceste litere sunt combinate pentru a scrie instrucțiunile pentru proteine. Proteinele sunt elementele constitutive ale celulelor. Creierul, inima și toate celelalte organe sunt alcătuite din o mulțime de proteine diferite. Literele din ADN necesare pentru a produce o proteină sunt denumite „gene”. Puteți ghici câte gene are o ființă umană?

Peste 20.000!

Adevărat, în fiecare celulă a corpului dumneavoastră există peste 20.000 de gene – fiecare dintre ele silabisind instrucțiunile pentru o proteină diferită! Genele sunt aliniate de-a lungul unor structuri numite cromozomi. Cromozomii sunt molecule uriașe de ADN care au fost înfășurate foarte strâns pentru a încăpea în celulă. Fiecare celulă umană are 23 de perechi de cromozomi. Puteți vedea modul în care ADN-ul, genele, cromozomii și celulele relaționează între ele în figura 1.

  • Figura 1 – Vă puteți imagina fiecare celulă ca pe o bibliotecă.
  • În bibliotecă există 23 de perechi de rafturi – și în celulă, există 23 de perechi de cromozomi. Pe rafturile bibliotecii se află cărți – fiecare carte este o genă. Biblioteca are două exemplare din fiecare carte, deoarece bibliotecile sunt în perechi, țineți minte! În interiorul cărții se află literele A, T, C și G în mai multe combinații, care oferă instrucțiuni despre cum să se facă o singură proteină.

Genele sunt un cod secret pentru proteine, de aceea sunt numite uneori „ADN codificator”. Cu toate acestea, între gene, există o mulțime de alte litere de ADN care nu produc proteine. Acesta se numește „ADN necodificator”, deoarece nu face parte din codul secret al proteinelor. În trecut, oamenii de știință credeau că genele erau singura parte importantă a ADN-ului. Ei numeau biții necodificatori „ADN gunoi”, deoarece credeau că este un gunoi! O parte din ADN-ul nedorit este foarte repetitiv, repetând aceeași secvență de litere din nou și din nou – noi numim acest lucru ADN repetat. Da, știu – oamenii de știință nu sunt foarte imaginativi! Aruncați o privire la figura 2 pentru a vedea cum se potrivește ADN-ul nedorit în jurul genelor.

  • Figura 2 – Fiecare cromozom (raft) are o mulțime de gene (cărți).
  • Care carte conține codul secret pentru o proteină. Dar cărțile (genele) nu sunt toate una lângă alta, ci între cărți se află foi de hârtie libere. Uneori, foile libere de hârtie se află în spatele cărții – ca un apendice suplimentar. Foile de hârtie conțin litere din ADN, dar ele nu fac parte din codul secret al proteinei. Foile de hârtie sunt „ADN-ul nedorit”. Unele dintre cuvintele de pe foile de hârtie libere sunt foarte repetitive, de exemplu, spunând doar CAT la nesfârșit! Atunci când o secvență de litere se repetă din nou și din nou în genom am numit acest lucru „ADN repetat.”

Variația ADN

Ați folosit vreodată un tezaur? Este un tip special de dicționar care ne spune cuvintele care au același înțeles sau unul similar cu celălalt. De exemplu, ați putea căuta „mare” în tezaur și acesta ar putea enumera „mare, masiv, enorm”. Cred că veți fi de acord că următoarele propoziții sunt toate corecte și au același înțeles – chiar dacă folosesc un cuvânt ușor diferit:

Gata s-a așezat pe un covoraș murdar.

Gata s-a așezat pe un covoraș murdar.

Gata s-a așezat pe un covoraș noroios.

Același lucru se poate întâmpla și în ADN. Vă amintiți că secvența de litere care îi spune organismului cum să producă o proteină se numește genă? Imaginați-vă că vă uitați la literele unei gene la o mulțime de oameni diferiți. Literele ar fi în mare parte aceleași la fiecare persoană, dar ocazional ar fi folosită o literă diferită, la fel ca atunci când folosești un cuvânt alternativ din tezaur! De exemplu, dacă te-ai uita la o genă a culorii ochilor, există o versiune pentru ochii albaștri, una pentru ochii verzi, una pentru ochii căprui și una pentru ochii gri. Literele ar putea fi ușor diferite, dar toate sunt versiuni corecte ale genei. Noi numim aceste diferențe mici, normale, „variație naturală.”

ADN-ul nesănătos și cancerul

DNA nesănătos poate avea și el variație naturală. Recent, Dr. Anna Rose și colegii ei au arătat că variația naturală a ADN-ului nedorit poate crește riscul de cancer .

Cancerul este o boală în care unele celule din corpul dumneavoastră scapă de sub control. Acestea se divid prea repede și provoacă o umflătură periculoasă, numită tumoare. Cancerul este extrem de frecvent – este posibil să cunoașteți pe cineva care a avut cancer sau să fi auzit la știri povești despre pacienți cu cancer. Cancerul poate afecta diferite părți ale corpului. Cancerul de sân afectează de obicei femeile, iar aproximativ una din opt femei va avea cancer de sân la un moment dat în viață . Cancerul de prostată afectează bărbații și este la fel de frecvent ca și cancerul de sân . Deci, cum crește variația naturală a ADN-ului nedorit riscul de apariție a acestor tipuri de cancer?

Cercetătorii au analizat un tip specific de ADN nedorit, numit repetiții MSR1. Ei au descoperit că grupurile de repetări MSR1 au fost adesea găsite foarte aproape de gene. Ei au găsit unul dintre aceste clustere MSR1 foarte interesant, deoarece acest cluster de ADN nedorit era de fapt blocat la capătul unei gene cunoscute ca fiind cauzatoare de cancer. Dacă vă uitați înapoi la figura 2, puteți vedea că foile de hârtie libere (ADN nedorit) se găsesc între cărți (gene) sau ascunse la sfârșitul cărții, ca un apendice. În acest caz, foile de hârtie libere se aflau în paginile din spate ale cărții! Vă puteți gândi la repetițiile MSR1 ca la o coadă pentru gena care cauzează cancerul. Oamenii de știință s-au întrebat dacă coada MSR1 este importantă.

Repetițiile MSR1 prezintă o mulțime de variații naturale

În primul rând, cercetătorii au analizat coada MSR1 la o mulțime de oameni diferiți, pentru a verifica variația naturală a lungimii. Și au găsit o mulțime de ea! La persoane din Marea Britanie și Australia, ei au văzut că diferiți oameni aveau de la cozi MSR1 foarte scurte la cozi foarte lungi (Figura 3).

  • Figura 3
  • Cercetătorii au descoperit că repetările MSR1 (cercuri albastre) formau o coadă la capătul genei care cauzează cancerul (precum apendicele de foi de hârtie libere din coperta din spate a unei cărți din Figura 2). Aceștia au analizat cozile MSR1 la un grup mare de persoane din Marea Britanie și Australia și au constatat că lungimea cozilor a prezentat variații naturale. Unii oameni aveau cozi foarte scurte, în timp ce alții aveau cozi foarte lungi – iar alții erau undeva la mijloc!

Amintiți-vă – cromozomii sunt în perechi, astfel încât fiecare persoană are câte două din fiecare genă. Asta înseamnă că fiecare persoană are două dintre genele care cauzează cancer și două cozi MSR1! Deci, pe un cromozom, ar putea exista o coadă scurtă – dar pe celălalt cromozom, ar putea exista o coadă lungă. Pe de altă parte, ar putea exista o coadă scurtă pe ambii cromozomi, sau o coadă lungă pe ambii cromozomi.

Oamenii de știință știau că coada unei gene este adesea importantă pentru a controla cât de multă sau de puțină proteină este produsă de acea genă. Vă puteți imagina că o genă are un comutator de control – când gena este „oprită”, nu se produce nicio proteină din gena respectivă. Când gena este „pornită”, se produce proteină. Sau – mai exact – genele pot fi controlate de un întrerupător al unei lumini. Gena nu este pur și simplu pornită sau oprită, ci poate fi oprită, cu lumină slabă, cu lumină medie sau cu lumină puternică! Oamenii de știință s-au gândit că poate coada MSR1 era un întrerupător pentru gena care cauzează cancerul. Ei au făcut un experiment complicat care a arătat că coada de lungime scurtă a produs mult mai multe proteine decât coada lungă. Astfel, ei au dovedit că coada MSR1 era un întrerupător – și că coada lungă era setarea de lumină slabă, dar coada scurtă era setarea de lumină puternică (Figura 4).

  • Figura 4 – Coada MSR1 acționează ca un întrerupător pentru gena care cauzează cancer.
  • Coada scurtă este setarea de lumină puternică a întrerupătorului și determină producerea unei cantități mari de proteine. Dimpotrivă, coada lungă este setarea de lumină slabă – ceea ce înseamnă că nu se produce prea multă proteină de la genă.

MSR1 se repetă în cancerul de sân și în cancerul de prostată

În continuare, cercetătorii s-au gândit la ceea ce ar putea însemna acest lucru pentru cancer. Alți oameni de știință descoperiseră deja că tumorile de cancer de sân și de cancer de prostată aveau niveluri ridicate de proteină produsă de gena care cauzează cancerul . Dr. Rose și colegii săi văzuseră că coada scurtă era comutatorul de lumină puternică și producea niveluri ridicate ale proteinei cauzatoare de cancer (mai aruncați o privire la Figura 4 pentru a vă reaminti acest lucru, dacă este nevoie). Astfel, ei s-au gândit că, dacă o persoană are coada cu lungime scurtă în genă, acea persoană ar putea fi expusă riscului de cancer de sân și de cancer de prostată.

În primul rând, au investigat cancerul de sân. S-au uitat la un grup de femei din Marea Britanie care aveau cancer de sân și la același număr de femei care nu aveau cancer de sân. Ei au măsurat lungimea cozilor MSR1 pe care femeile le aveau pe gena care cauzează cancerul pe fiecare dintre cromozomii lor (amintiți-vă – toată lumea are câte doi din fiecare cromozom). Ei au descoperit că femeile cu cancer de sân erau mult mai predispuse să aibă cozi scurte ale MSR1. De fapt, au folosit matematica pentru a arăta că, dacă o persoană are o coadă scurtă pe ambii cromozomi, acea persoană are de cinci ori mai multe șanse de a face cancer de sân la o vârstă fragedă. Chiar și o coadă scurtă pe doar unul dintre cromozomi face ca o persoană să aibă de aproape două ori mai multe șanse de a face cancer de sân.

În continuare, au investigat cancerul de prostată. De data aceasta, au analizat un grup de bărbați din Australia cu cancer de prostată și același număr de bărbați fără cancer de prostată. Din nou, au descoperit că MSR1 cu coadă scurtă îi expune pe bărbați la riscul de cancer de prostată. Ei au calculat că o coadă scurtă pe ambii cromozomi, făcea ca un bărbat să fie de 1,5 ori mai predispus la cancer de prostată.

Ce urmează?

Este destul de mișto să știi cum este controlat ADN-ul din celulele noastre. A fost foarte interesant pentru oamenii de știință să descopere că repetiția MSR1 a acționat ca un întrerupător. Înțelegerea modului în care sunt controlate genele este o parte importantă a științei din zilele noastre. Dar putem folosi acest lucru pentru a ajuta oamenii? Probabil!

ADN-ul tău este în mare parte același din ziua în care te naști până în ziua în care mori. Acest lucru înseamnă că un om de știință ar putea testa sângele oamenilor pentru a afla cât de lungă este coada lor MSR1 atunci când sunt tineri. Omul de știință ar putea apoi să știe ce persoane au cozi scurte pe cromozomi, ceea ce i-ar spune omului de știință ce persoane prezintă un risc mai mare de cancer de sân sau de cancer de prostată. Aceste informații îi vor ajuta pe medici să monitorizeze mai atent aceste persoane – și, sperăm, să detecteze orice cancer foarte devreme. Acest lucru înseamnă că persoanele care sunt la risc au șanse mult mai mari de a se vindeca de cancer.

Cu toate acestea, trebuie să ne gândim și la etica oricărui nou test genetic – aruncați o privire în Caseta 1 pentru a vedea mai multe despre etica medicală și dacă Dr. Rose ar face sau nu ea însăși testul!

Caseta 1. Ce legătură are etica cu genetica?

Etica medicală este un tip de filozofie care analizează moralitatea experimentelor științifice – pur și simplu, dacă este corect sau nu să se efectueze cercetarea. Etica medicală este deosebit de importantă în știința medicală, deoarece adesea facem experimente pe ființe umane sau pe mostre de la oameni (cum ar fi probele de ADN). Înainte ca un om de știință să deruleze un proiect de cercetare, el sau ea trebuie să obțină permisiunea unui grup de persoane specializate, numit „Comitetul de etică”, care analizează dacă studiul este corect din punct de vedere etic.

În acest proiect de cercetare, am folosit mostre de ADN de la mai multe persoane – dar nu ale mele. Nu ar fi etic să folosesc propria mea mostră de ADN. Acest lucru este crucial deoarece, atunci când facem cercetare, am putea afla ceva complet neașteptat. Ce m-aș face dacă aș descoperi din greșeală că am o mutație genetică pentru o boală gravă și incurabilă? Acestea sunt genul de întrebări importante pe care etica medicală le ia în considerare.

Cu toate acestea, aș alege să fac testul pentru lungimea cozii de ADN junk. Acest lucru se datorează faptului că, deși cancerul este o boală foarte gravă, există un tratament pentru el. Dacă aș face testul și aș afla că am un risc ridicat, aș putea fi mai pregătit pentru această boală. M-aș face mai regulat la analize, iar apoi, dacă m-aș îmbolnăvi, aș putea să mă tratez mai devreme. Cu toate acestea, dacă ar exista un test genetic pentru o altă boală pentru care nu există un tratament, nu aș dori să fac acel test – pentru mine, mi-ar crea mai multe griji fără niciun beneficiu. Ce ați face în fiecare situație?

De asemenea, ar putea fi posibil să se facă noi tratamente pentru cancer. Această cercetare ne-a arătat că repetițiile MSR1 sunt importante în cancer. Așadar, poate că farmaciștii vor putea face un medicament care să țintească repetițiile MSR1. Acesta ar putea fi un nou tip de chimioterapie – un medicament care să lupte împotriva cancerului.

Înțelegerea modificărilor genetice care cresc riscul de a face cancer este foarte importantă pentru a continua lupta împotriva cancerului. Să sperăm că această nouă descoperire va permite oamenilor de știință și medicilor să detecteze cancerul mai devreme și să facă tratamente noi și îmbunătățite. Și toate acestea provin din așa-numitul „junk DNA”!

Nu atât de gunoi până la urmă, nu-i așa?

Glosar

ADN: O literă care alcătuiește codul genetic uman, poate fi A, T, G sau C.

Proteine: Elementele constitutive ale fiecărei celule din corpul dumneavoastră.

Gena: Setul de litere din ADN care silabisește instrucțiunile pentru fabricarea unei proteine.

Cromosom: Un șir masiv de ADN care se află în interiorul fiecărei celule a corpului.

ADN necodificator: Literele din ADN care nu fac parte dintr-o genă, deci nu scriu instrucțiunile pentru o proteină.

Genom: Numele pentru setul complet al întregului ADN de pe toți cromozomii.

Variație naturală: Diferențe minuscule între codul genetic al unor persoane diferite.

Cancer: O boală în care unele celule ale corpului sunt scăpate de sub control și cresc pentru a forma o umflătură sau o tumoare.

Chemoterapie: Un medicament care luptă împotriva celulelor canceroase.

Declarație privind conflictul de interese

Autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

Articolul din sursa originală

Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S. K., Hollands. M., et al. 2018. Repetițiile MSR1 modulează expresia genelor și afectează riscul de cancer de sân și de prostată. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082

Reference

Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S., Hollands, M., et al. 2018. Repetițiile MSR1 modulează expresia genelor și afectează riscul de cancer de sân și de prostată. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082

Cancer Research UK Website Statistics. Disponibil la: http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/risk/lifetime-risk (accesat: 1 martie 2018).

Kontos, C. K., and Scorilas, A. 2012. Kallikrein-related peptidases (KLKs): o familie de gene de noi biomarkeri de cancer. Clin. Chem. Lab. Med. 50(11):1877–91. doi:10.1515/cclm-2012-0247

admin

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.

lg