Molekulare Mechanismen der Krebsentstehung
Die Entstehung von Krebs auf molekularer Ebene ist ein komplexer Prozess, der durch zelluläre Signalketten gesteuert wird. Wachstumsfördernde und wachstumshemmende Faktoren spielen dabei eine entscheidende Rolle, indem sie auf Rezeptoren in der Zellmembran einwirken und dadurch zelluläre Signalkaskaden in Gang setzen.
Definition: Zelluläre Signalketten sind Abfolgen von biochemischen Reaktionen, die Signale von der Zelloberfläche zum Zellkern übertragen und dort die Genexpression beeinflussen.
Diese Signalkaskaden führen zur Aktivierung von Transkriptionsfaktoren, die wiederum die Synthese von Proteinen steuern. Diese Proteine können entweder die Zellteilung fördern (codiert durch Proto-Onkogene) oder hemmen (codiert durch Tumorsuppressorgene).
Example: Das Ras-Protein ist ein klassisches Beispiel für ein Proto-Onkogen. Es liegt normalerweise in einer inaktiven Form in der Zelle vor und wird durch extrazelluläre Signale aktiviert.
Der Aktivierungsprozess des Ras-Proteins umfasst mehrere Schritte:
- Ein Rezeptor empfängt ein extrazelluläres Signal, was zu einer Konformationsänderung führt.
- Der Rezeptor wird phosphoryliert.
- Ras-GDP bindet an den phosphorylierten Rezeptor und wird dadurch aktiviert.
- Das aktivierte Ras-Protein setzt die Signalübertragung in Gang.
Highlight: Eine Mutation im Ras-Gen kann dazu führen, dass das Protein dauerhaft aktiv bleibt und nicht mehr deaktiviert werden kann. Dies führt zu einer unkontrollierten Zellteilung, einem Hauptmerkmal von Krebs.
Auf der anderen Seite stehen die Tumorsuppressorgene, wie beispielsweise das Gen für das Protein p53. Dieses Protein spielt eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von DNA-Schäden und der Einleitung von Reparaturmechanismen oder der Apoptose (programmierter Zelltod).
Vocabulary:
- Apoptose: Programmierter Zelltod, ein wichtiger Mechanismus zur Entfernung geschädigter oder potenziell gefährlicher Zellen.
Wenn p53 aktiviert wird:
- Es fungiert als Transkriptionsfaktor.
- Es leitet die Transkription für das Protein p21 ein, einen Inhibitor der Start-Kinase.
- p21 hemmt die Start-Kinase, was die DNA-Replikation verzögert und Zeit für Reparaturen oder Apoptose gibt.
Quote: "Tumorsuppressorgene wie p53 sind die Wächter des Genoms, die sicherstellen, dass sich nur gesunde Zellen teilen."
Eine Mutation im p53-Gen kann dazu führen, dass DNA-Schäden nicht erkannt werden und die Zelle sich trotz Schäden weiter teilt. Dies ist ein weiterer wichtiger Mechanismus in der Entstehung von Krebs.
Highlight: Das Zusammenspiel von Proto-Onkogenen und Tumorsuppressorgenen ist entscheidend für die Aufrechterhaltung eines gesunden Zellzyklus. Störungen in diesem Gleichgewicht können zur Entstehung von Krebs führen.
