وراثة فصائل الدم

في البشر والفقاريات الأخرى ، الدم هو آلية النقل الرئيسية في الجسم التي تحمل الأكسجين والمغذيات إلى الأنسجة وتزيل ثاني أكسيد الكربون والنفايات الأخرى.  الدم هو أيضا المكون الرئيسي لجهاز المناعة لأنه يحتوي على خلايا الدم البيضاء و عوامل المناعة.  هناك وظيفتان أخريان للدم هما تنظيم درجة حرارة الجسم و المساهمة في تجلط الدم لاغلاق الاوعية المجروحة و وقف النزيف.

يرث الشخص فصيلة دمه من خلال والديه.  يوجد جين على الذراع الطويل للكروموسوم 9 يسمى جين ABO الذي يرمز لإنزيم جليكوسيل ترانسفيراز glycosyltransferase .  يغير هذا الإنزيم مجموعات الكربوهيدرات من المستضدات "الانتجنات" على سطح خلايا الدم الحمراء.  تحدد كيفية تعديل المجموعات فصيلة دم الشخص، يتم تعديل المركبات لتكوين البروتينات السكرية.  معرفة فصيلة و نوع الدم أمر مهم لعمليات نقل الدم وزرع الأعضاء واختبار الأبوة.

اكتشاف فصائل الدم:

أول باحث صنف الدم إلى أربع مجموعات كان العالم التشيكوسلوفاكي يان جانسكو في عام 1907. و سماها  بالمجموعات  I, II, III, و IV .  ومع ذلك ، حدد باحثون آخرون بشكل مستقل بعض مجموعات الدم قبل سنوات وحظوا بكل الاهتمام ، مما أدى إلى اهمال و اخفاء أهمية عمل جانسكو لاحقا.  في عام 1900 ، حدد العالم النمساوي كارل لاندشتاينر فصائل الدم A و B و O وحصل على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب في عام 1930. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 1902 اكتشف العالمان النمساويان ألفريد فون ديكاستيلو وأدريانو ستورلي نوع AB.

 كيف تورث فصائل الدم:

 هناك ثلاثة الأليلات لجين ABO - و هي IB, IA, و i, ، والتي تنتج النوع A والنوع B و O.  يسود و يسيطر كل من IA و IB على i ، لذلك فقط الأشخاص الذين لديهم ii لديهم نوع O من الدم.

الطرز الجينية و نوع فصيلة الدم:

1. الطراز IAIA  او IAi يتم انتاج فصيلة الدم من نوع A . حيث ان الاليلA يساهم في تشفير انزيم من نوع A بدوره يساعد في انتاج بروتين سكري A (انتجن A) رمزه له بشكل كروي

2. الطراز  IBIB  او IBi  تنتج النوع B. اليل B يشفر انزيم من نوع B ينتج بروتين سكري من نوع B (انتجن B) رمز له بشكل مخروطي.

3. الطراز IAIB ينتج النوع AB.  ولأن كل من IA و IB  سائدين ، فان هذا النوع يسمى بالسيادة المشتركة codominant expression ، مما يعني أنه تم التعبير عنهما بشكل متساوٍ ، مما يؤدي إلى انتاج AB. في هذه الحالة يتم انتاج كلا الانزيمين.

4. الطراز ii ينتج فصيلة الدم من نوع O. نظرا لعدم وجود اي من A او B فلا يتم انتاج الانزيمين فلا يتكون انتجنات على فصيلة دم O.

 العامل الرايزيسي Rh

 إلى جانب فصيلة الدم ABO ، تشتمل فصيلة دم الشخص أيضا على علامة زائد أو ناقص (+ أو -) تشير إلى ما إذا كان لديهم انتجن Rh (بروتين) على خلايا الدم الحمراء ، تم اكتشافه أيضًا بواسطة لاندشتاينر. 

هناك زوج من الأليلات على الذراع القصيرة للكروموسوم 1 ، مما يدل على أن عامل Rh يُورث بشكل مستقل عن فصيلة الدم.  الأليل هو متنحي ، لذلك يجب أن يكون النمط الجيني للشخص:

1. سالبي العامل الريزيسي - Rh يمتلكون اليلين سالبين.

2. موجبي العامل الرايزيسي +Rh ، يجب على الشخص أن يرث أليل Rh + واحدًا على الأقل ؛  على سبيل المثال ، +Rh + / Rh أو Rh+/-Rh

 

هناك 35 نظامًا لفصائل الدم البشرية ، و ABO و Rh هما الأكثر أهمية لعمليات نقل الدم وزرع الأعضاء.

ورقة بحثية - اعادة تطويل التيلومير

‏ورقة علمية واعدة نُشرت في مجلة الخلية الجذعية Stem Cell لعلماء نجحوا في إعادة طول التيلومير Telomeres في المختبر إلى مستوياته الطبيعية.هذه النتائج سوف تعزّز من الأبحاث المتخصصة في شيخوخة الإنسان،وإطالة عمره من خلال تنظيم الانقسامات الخلوية في جسدة.

بقلم: ماجد العنزي 🔬 ، العلوم بالعربية  (@iSciencesi): https://twitter.com/iSciencesi?s=09

ملخص: يُحافظ طول "التيلومير" على استقرار الانقسام الحيوي بأجسادنا. ولذلك، تسعى هذه الورقة إلى اكتشاف طريقة لزيادة العمر الافتراضي له عن طريق فهم العمليات البيولوجية للجينات المتعلقة به، والحفاظ على استقرارها ما أمكن عن طريق أدوية تثبّط انزيم PAPD5.

‏الفائدة المرجوّة: الحفاظ على طول "التيلومير" مرتبط بطول عمر الخلايا. لو طبقّنا مثل هذه التقنيات الحيوية في المستقبل القريب أو البعيد على البشر، قد نتمكّن من الحصول على أكسير الحياة المذكور في الأساطير المصرية القديمة، هُم بحثوا عن الخلود، والعلم يبحث عن عمر إضافي فقط!

                                  ،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،

‏حاول الإنسان عبر التاريخ أن يبحث عن الخلود في هذه الأرض، والفرار من الموت. لكنها لم تُجدِ نفعًا معه، فهو النهاية الحتمية لكل كائن حي، و جُلَّ ما نستطيع فعله هو تأجيل هذه اللحظة بالحفاظ على صحة جيدة، والابتعاد عن الأمور التي ثَبت تورطها بالأمراض المميتة. ‏ومن أبرز المحاولات التي قام بها البشر في القرون المنصرمة هو نقل دماء الأطفال والشباب إلى كبار السن، لكنها لم ترتقِ لعلاج الأمراض المستعصية، مما أدّى إلى موتهم في نهاية المطاف. ورغم ذلك، فإن الأبحاث المهتمة بإبطاء الشيخوخة لازالت قائمة حتى الآن. ربما ثمة ضوء في نهاية النفق!

معظم الأبحاث الحديثة تركّز على الأجزاء التي تتواجد في نهايات الصبغيات Chromosome الخاصة بنا وتُدعى التيلوميرات Telomeres. وهي تدرس طول هذه الأجزاء بجديّة؛ كلما كانت أطول، كلما كانت عمليات الانقسام الخلوي أقرب للنجاح، مما يعني أن عمرك الافتراضي أطول من أقرانك في الغالب.

‏لسوء الحظ، ينقص طول "التيلومير" بشكل طبيعي كلما تقدمنا بالعمر، وهذا ما يؤثر على تنظيم عمل الكروموسومات حتى تُدمج ببعضها البعض في وقتٍ ما. حينها، لن يتمكّن الحمض النووي من إصلاح نفسه، وبالتالي وصولنا إلى الشيخوخة الخلوية سريعًا. ‏أستطيع القول أن الانقسام المستمر للخلايا في أجسادنا يقود إلى تلك الشيخوخة، يبدو الأمر وكأن "التيلومير" هو المؤشر الحيوي لعمر الخلية، ودائمًا ما نرى "تيلوميرات" الشباب أطول ممّن يكبرهم سنًا. مما يعني أن فُرص تخمين عمر الخلية التقريبي من طوله أمر معقول وممكن.

‏وعلى ضوء ماسبق، فإن النقص المستمر لطول "التيلومير"، وفي نقطةٍ ما، لن يُمكّن الخلية من الانقسام بشكل طبيعي، أي موتها المحتّم، وهذه هي المشكلة التي يحاول المتخصصون أن يجدوا حلًا لها؛ ماذا لو تمكّنا من إبطاء هذه العملية الحيوية عن طريق الحفاظ على طول هذا "التيلومير" السحري؟

‏هنا لمعت الفكرة، وبدأ الباحثين في التمعّن بها. نظريًا، هذا مدخل ممتاز لإطالة عمر الإنسان، وكذلك منع إصابته بالأمراض السرطانية لأن الخلية ستتمتّع بشبابها لأطول فترة ممكنة. وهذا ما قد يُضيف حتى 30 سنة إضافية إلى عمره، وربما أكثر. من يدري؟ 

قام الباحثون، وفقًا للدراسة الحديثة، بإجراء تجربتين: الأولى تتعلّق باختبار مواد كيميائية معروفة على خلايا جذعية لمرضى اضطراب التقرّن الخلقي Dyskeratosis congenita ، وكذلك اختبارها على خلايا جذعية أخرى وحقنها في الفئران، ودراسة تأثيرها على طول "التيلومير" في تلك الخلايا. 

‏لذلك، تمَّ فحص أكثر من 100 ألف مركّب كيميائي في المختبر للعثور على مادة علاجية قادرة على أن تُحافظ على الوظائف الحيوية لجين يُدعى PARN ، فهو لاعب مهم في آلية عمل انزيم التيلوميراز Telomerase ، المتهّم الأول في اضطراب التقرّن الخلقي DKC السابق ذكره.

‏ماهو اضطراب التقرّن الخلقي DKC ؟ هو مرض وراثي نادر جدًا، يُصيب شخص واحد من كل 1000000 شخص حول العالم تقريبًا. تُصاب خلايا المريض بالشيخوخة المبكرة بسبب حدوث عطب جيني (تطفّر) يعطّل عمل انزيم "التيلوميراز" وأشياء أخرى، وهذا ماسيؤدي إلى فشل نخاع العظم. 

‏وجد العلماء أن استهداف إنزيم "التيلوميراز" قد يساعد على ابتكار وسيلة لإبطاء أو عكس آثار الشيخوخة المبكرة. هنالك علاقة مباشرة بين إنزيم "التيلوميراز" وطول "التيلومير"، كلما كان عمل الأول منظمًا، استقَّر الثاني حيويًا. هما مرتبطان ببعضهما البعض بطريقةٍ أو بأخرى.

 ‏لنعود إلى جين PARN الذي يُحافظ على استقرار انزيم "التيلوميراز"، أظهرت النتائج أنه يَضبط إحدى مكونات التيلوميراز ويُدعى TERC ، ويقوم بالحفاظ على وظيفته المهمة بالخلية. حدوث طفرة على هذا المكّون يتسبّب بقصر "التيلومير"، هذا الدليل المباشر سيساهم في فهم أسباب هذا الخلل الحيوي. ‏

قاد البحث المستمر إلى اكتشاف مادة مثبطّة لإنزيم PAPD5 ، وهي العامود الفقري لهذه الورقة العلمية، وتبيّن أن لهذا الإنزيم أثرًا سلبيًا في انحلال جين PARR وكذلك عدم استقرار TERC . تمَّ اختبار هذه الفرضيات على خلايا جذعية لمرضى التقرّن الخلقي. ‏أظهرت النتائج أن المادة العلاجية المكتشفة ساهمت في دعم مستويات TERC بالخلايا الجذعية المستهدفة، وهذا ماأعاد "التيلومير" إلى طوله الطبيعي في المختبر. وهذا يعني أن مثبّط انزيم PAPD5 يعمل بالكفاءة المطلوبة لعودة استقرار الخلية من جديد. 

‏وللتأكيد على النتائج السابقة، أراد الباحثون أن يدرسوا تأثير مثبط PAPD5 على تعبير TERT و TERC سويًا (أجزاء في انزيم التيلوميراز). استخدم العلماء خلايا جذعية، وحقنوها في الفئران، وقاموا بإحداث طفرات في جين PARN لمُحاكاة مايحدث في مرضى اضطراب التقرّن الخلقي، وعلاجه بالمثبط المذكور. 

‏النتائج: ساعد مثبط PAPD5 في تعزيز أجزاء "التيلوميراز" بشكل واضح. وتمكَّن "التيلومير" من استعادة طوله الطبيعي دون أن تتعرّض الفئران إلى آثار دوائية خطيرة. مذهل جدًا، وخطوة مميزة لمشروع تجديد خلايا البشر بين الحين والآخر على طريقة أفلام الخيال العلمي. ربما! 

 يعمل الفريق البحثي حاليًا على انتاج أدوية لمرضى اضطراب التقرّن الخلقي DKC، المسبّب للشيخوخة المبكرة، وكذلك مرضى التليف الرئوي Pulmonary Fibrosis ، نجاحهم سيعكس أهمية هذا الدواء في الحفاظ على الانقسامات الحيوية لديهم، ورفع العمر الافتراضي "للتيلومير". 

رابط المقالة الاصلية: 

Small-Molecule PAPD5 Inhibitors Restore Telomerase Activity in Patient Stem Cells

www.sciencedirect.com

تكشف تقنية جديدة عن طول التيلومير بهدف البحث في مجالات السرطان والشيخوخة.

التيلومير هو نهاية الكروموسوم، التي تجمع المعلومات الوراثية لتمريرها من الآباء إلى الأطفال.  عندما تنقسم الخلية ، تساعد هذه النهايات و التي تشبه الاغطية على الحفاظ على استقرار المعلومات الوراثية ومنع الكروموسومات من الاندماج معًا.  ولكن مع انقسام الخلايا ، تقصر التيلوميرات. في النهاية ، تتسبب في تلف الحمض النووي الذي يمكن أن يؤدي مع عوامل أخرى الشيخوخة وزيادة فرصة ظهور السرطان. 

 الآن ، حددت دراسة قام بها باحثون في المركز الطبي UT Southwestern Medical Center طريقة جديدة لتحديد طول التيلوميرات ، والغطاء النهائي للكروموسومات ، والتي يمكن أن تؤثر على تطور السرطان والشيخوخة.  تم نشر الدراسة في مجلة BioTechniques.

تظهر الدراسات السابقة أن التيلوميرات تساعد على تحديد ما إذا كانت الخلية تتكاثر بدقة.  عندما تنقسم الخلية ، تتدهور هذه الاجزاء مما يتسبب في التاثير على عمر الخلية ، ويعتقد أن هذا التدهور قد يؤدي إلى بعض جوانب الشيخوخة في البشر.  يعد العثور على أفضل الطرق وأكثرها حساسية لقياس التيلوميرات خطوة أولى مهمة يمكن أن تمكن العلماء في نهاية المطاف من تشجيع النمو الصحي للخلايا أو في حالة السرطان قد يؤدي الى الحد من نمو الخلايا أو إيقافه.

تعتمد الطريقة القياسية لقياس طول التيلومير على تحليل Southern Blot باستخدام مجسات probes ذات علامات مشعة أو غير مشعة تحتوي على عدة تكرارات DNA تيلوميرية.  ومع ذلك ، يتطلب هذا التحليل كميات كبيرة نسبيًا من عينة DNA ، مما يجعل من الصعب قياس طول التيلومير عند توفر كمية محدودة من العينة. احد المركبات المستخدمة هو مركب غير مشع يسمى DIG (ديجوكسيجينين digoxigenin ) هذا المركب كميات كبيرة من الحمض النووي و هو أقل حساسية.  تولد الدراسة الحالية مسبارات مبنية على DIG و ذلك للكشف عن سلاسل DNA التيلوميرية الغنية بـ C و G ، والتي تعزز بشكل كبير حساسية قياس طول التيلومير.

 تطور الدراسة طريقة غير مشعة تستخدم جزيئات DIG لزيادة كل من حساسية واستقرار الكشف عن التيلومير.  قام المختبر ، بعد تطبيق تفاعلات ملء  3′ fill-in reactions لعينة DNA، و من ثم تطبيق T4 DNA polymerase لمضاعفة و تقطيع DNA من أجل إزالة النيوكليوتيد الإضافي عند الطرف  3′ من قالب DNA المتولد عن تفاعلات تعبئة  3′.  أظهرت النتائج أن هذا التفاعل حسن بشكل كبير من حساسية مسبار DIG.

يعتقد الفريق أنهم يأملون في استخدام المعرفة بالتيلوميرات لإبطاء أو وقف الخلايا من الشيخوخة ، أو للمساعدة في إيقاف النمو غير المنضبط للخلايا السرطانية التي تحافظ على تيلوميراتها.  بالنسبة للمستقبل ، يشير الباحثون إلى أنهم مهتمون بفهم عملية الشيخوخة الخلوية هذه لإنشاء "خلية خالدة '' ، والتي يمكن أن تستمر في إنشاء خلايا جديدة دون التحلل ويمكن أن يكون لها آثار مهمة على الأمراض المتعلقة بالشيخوخة ، والتي ، في الاتجاه المعاكس  يمكن أن يسرع من معدل وفيات الخلايا السرطانية.

                                        دمتم بخير 

 المصدر:

        UT Southwestern’s Simmons Cancer Center

روبوت نانوي يساعد في الإخصاب في المختبر

A nanorobot helping with in vitro fertilization by helping sperm fuse with egg

روبوت نانوي يساعد في الإخصاب في المختبر عن طريق مساعدة الحيوانات المنوية على الاندماج مع البويضة.

فكرة جديدة لعلاج العقم الناجم عن ضعف الحيوانات المنوية: 

بعبارة " قم بتوصيل محرك إليهم".  في مقال نشر في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية the American Chemical Society journal Nano Letters ، يصف الباحثون  "spermbot" - " هو عبارة عن حلزون معدني يتحكم فيه مجال مغناطيسي دوار يمكن أن يلتف حول ذيل الحيوانات المنوية ويدفعها من خلال غرفة السوائل.  ثم يعكس الحلزون اتجاهه لإطلاق الحيوانات المنوية بمجرد استقرارها في جدار البويضة. 

 إذا كان بالإمكان إتقان و تطبيق الفكرة في قناة فالوب ، فقد تسمح لبعض الأزواج بالحمل بالتلقيح الاصطناعي بدلاً من الإخصاب في المختبر الأكثر تعقيدًا والأكثر تكلفة ، حيث تتم إزالة البويضات و اخصابها في طبق مخبري .  تتطلب تقنية spermbot تصويرًا متطورًا لتتبع الحيوانات المنوية وتوجيهها داخل الجسم. 

 لكن لدى الفريق مشكلة أكثر جوهرية للتعامل معها أولاً: في بعض الأحيان تتعثر المحركات الصغيرة في ذيول الحيوانات المنوية ولن تتخلى عن حمولتها.

لقراءة المزيد يمكن متابعة و قراءة هذا المقال و المقالات المنشورة من هذا الفريق البحثي.

Dr. Mariana Medina-Sánchez and colleagues.

https://scholar.google.de/citations?user=e7miSIIAAAAJ&hl=en

Micro- and Nanobiomedical Engineering Group, Institute for Integrative Nanosciences IIN. dresden university , Germany.

1. Spermbots: concept and applications. In Lecture Notes in Computer Scienc:

 Springer 579–588. (https://doi.org/10.1007/978-3-319-63537-8_53)

2.Sperm-hybrid micromotors: on-board assistance for nature's bustling swimmers

Lukas Schwarz, Mariana Medina-Sánchez, Oliver G Schmidt , Reproduction 1 (aop), 2019

https://scholar.google.com/scholar? q=the+American+Chemical+Society+journal+Nano+Letters,++%E2%80%9Cspermbot%E2%80%9D&hl=en&as_sdt=0&as_vis=1&oi=scholart#d=gs_qabs&u=%23p%3DXWdbqpM5hWoJ

,

لطفا،

Like 👍, Follow , share

مسارات الاشارة في الخلية Cell-signaling pathways

مسارات الاشارة في الخلية او بشكل ابسط تأشير الخلية، هي أحد أجزاء نظام معقد للتواصل بين الخلايا يحكم الفعاليات الخلوية الأساسية والأفعال الخلوية الموجهة - فهي عمليا تبادل الإشارات بين الخلايا . قابلية الخلايا لتلقي والاستجابة بشكل صحيح لبيئتها المصغرة هو أساس النمو، ترميم الانسجة وإصلاحها، وأيضا المناعة بالإضافة للتوازن النسيجي الداخلي. أي خطأ في إجرائيات المعلومات الخلوية يكون مسؤولا عن أمراض خطيرة مثل السرطان وأمراض المناعة الذاتية وداء السكري.

بروتينات الاشارة و السرطان:

البروتينات المشفرة بواسطة العديد من الجينات المسببة للأورام proto-oncogene والجينات الكابتة للورم Tumor suppressor genes هي مكونات مسارات إشارات الخلية.  سنركز في حديثنا على منتجات اثنين من الجينات الرئيسية ، الجين راس ras proto-oncogene  والجين p53 الكابت للورم.

الجين راس ras proto-oncogene:

تحدث الطفرات في راس Ras في حوالي 30 ٪ من انواع السرطان في الإنسان ، والطفرات في P53 في أكثر من 50 ٪.  يتم تشفير بروتين Ras بواسطة جين ras (المسمى باسم ساركوما الجرذ rat sarcoma، وهو سرطان النسيج الضام) ، وهو بروتين G (البروتينات G المعروفة أيضًا باسم البروتينات المرتبطة بالنيوكليوتيد غوانين guanine nucleotide-binding proteins هي عائلة من البروتينات تشارك في نقل الإشارات الكيميائية الناشئة من خارج خلية الى داخل الخلية).  ينقل البروتين G إشارة من مستقبلات عامل النمو على غشاء البلازما إلى سلسلة من بروتينات الكينازيز kinases.  الاستجابة الخلوية في نهاية المسار هي تخليق بروتين يحفز دورة الخلية.

 عادة ، لن يعمل هذا المسار ما لم يتم تشغيله بواسطة عامل النمو المناسب.  لكن بعض الطفرات في جين راس يمكن أن تؤدي إلى إنتاج بروتين راس مفرط النشاط الذي يتسبب في شلال الكينيز حتى في غياب عامل النمو ، مما يؤدي إلى زيادة انقسام الخلايا.  في الواقع ، يمكن لعمليات النسخ مفرطة النشاط أو الكميات الزائدة لأي من مكونات المسار ان تؤدي لنفس النتيجة و هي انقسام الخلايا المفرط.

تأثير الجينات على نمو الخلايا السرطانية

السؤال الذي يطرحه الجميع، هل السرطان مرض وراثي؟

 

المؤكد الان ان السرطان هو من أكثر الأمراض الوراثية البشرية شيوعًا.  حيث اثبتت العديد من الابحاث إن التحول من خلية طبيعية إلى سرطان خبيث مدفوع بالتغييرات في الحمض النووي للخلية ، والمعروفة أيضًا باسم الطفرات. و هذه التغييرات تحفزها عدة مواد في بيئة الشخص منها: المواد الكيميائية،  الأشعة و بعض الفيروسات. في حديثنا اليوم سنركز على تاثير الجينات على نمو و تطور الخلايا و تحولها الى خلايا سرطانية.

الجينات المؤثرة على نمو الخلايا و مساهمتها في تطور السرطان:

يمكن أن تتحول طلائع الجينات الورمية  proto-oncogen الى جينات ورمية oncogene. 

حيث يتم تشفير طلائع الجينات الورمية للبروتينات الخلوية الطبيعية المشاركة في إشارات نمو الخلية.  عندما تتحول هذه الجينات إلى طفرة نتيجة التعرض للمواد الكيميائية أو الإشعاع أو مواد مسرطنة أخرى ، تسمى هذه الجينات الأورام السرطانية.

تشمل الجينات التي تنظم عادة نمو الخلايا وانقسامها خلال دورة الخلية جينات لعوامل النمو ومستقبلاتها والجزيئات داخل الخلايا لمسارات الإشارات.  يمكن أن تؤدي الطفرات التي تغير أيًا من هذه الجينات في الخلايا الجسدية إلى السرطان.  يمكن أن يكون عامل هذا التغيير عبارة عن طفرة عفوية عشوائية.  ومع ذلك ، فمن المحتمل أن العديد من الطفرات المسببة للسرطان تنتج عن التأثيرات البيئية ، مثل المواد الكيميائية المسرطنة والأشعة السينية وغيرها من الإشعاع عالي الطاقة ، وبعض الفيروسات.

يتحكم في تطور و نمو الخلايا و امكانية تحولها لخلايا سرطانية العديد من المركبات، تخضع بدورها لتاثير 3 انواع رئيسة من الجينات و هي:

1. طلائع الجينات الورمية proto-oncogens

2. الجينات الورمية oncogenes 

3. الجينات الكابتة او المثبطة للورم Tumor suppressor genes.

طلائع الجينات الورمية proto-oncogens عبارة عن مجموعة من الجينات التي تتسبب في أن تصبح الخلايا الطبيعية سرطانية عند تحورها.  عادة ما تكون الطفرات في الجينات السرطانية سائدة في الطبيعة ، وتسمى النسخة المتحولة من هذه  الجينات بالجينات الورمية oncogenes.  في كثير من الأحيان ، تعمل جينات الطلائع على تشفير البروتينات التي تعمل على تحفيز انقسام الخلايا ، وتمنع تمايز الخلايا ، وتوقف موت الخلايا.  كل هذه العمليات مهمة لنمو و تطور خلايا الجسم و ايضا لصيانة الأنسجة والأعضاء.

 ومع ذلك ، فإن الجينات الورمية تظهر عادةً زيادة في إنتاج هذه البروتينات ، مما يؤدي إلى زيادة انقسام الخلايا ، وانخفاض تمايز الخلايا ، وتثبيط موت الخلية ؛  مجتمعة ، تحدد هذه الأنماط الظاهرية الخلايا السرطانية.  وبالتالي ، فإن الأورام السرطانية هي حاليا هدف جزيئي رئيسي لتصميم الأدوية المضادة للسرطان.

تحول جينات الطلائع الورمية إلى الجينات الورمية:

 بشكل عام ، ينشأ الجين الورمي عن تغير جيني يؤدي إلى زيادة إما في كمية منتج بروتين الجين الورمي أو في النشاط الجوهري لكل جزيء بروتين.  تصنف التغييرات الجينية التي تحول جينات الطلائع إلى الجينات الورمية إلى ثلاث فئات رئيسية:

 1. حركة الحمض النووي داخل الجينوم movement of DNA within the genome.

و يقصد بها الطفرات الحادثة للكروموسومات من طفرات انتقال translocation، انقلاب inversion، مضاعفة duplication او غيرها من الطفرات. غالبا ما يتم العثور على خلايا سرطانية تحتوي على كروموسومات قد تكسرت و من ثم تم تجميعها بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى نقل اجزاء من كروموسوم إلى آخر.  هذا بدوره سيؤثر على تنظيم التعبير الجيني gene expression.  إذا حدث انتقال لجين طلائع محفز للأورام بالقرب من منطقة محفز نشط active promoter ، فقد يزيد من معدل نسخها ، مما يجعلها من تتحول الى جين ورمي.

 2. زيادة تاثير جينات الطلائع الورمية. amplification of a proto-oncogene.

التضخيم amplification، يزيد من عدد نسخ جين الطلائع الورمي في الخلية من خلال تكرار الجين و زيادة معدلات النسخ و تعبير الجينات.

 3. الطفرات النقطية التي تحدث لعوامل تحكم في جين الطلائع أو طفرة في الجين نفسه.

point mutations in a control element or in the proto-oncogene itself.

الطفرات النقطية تحدث في:

 1. منطقة المحفز  promoter أو المحسن enhancer التي تحكم في جينات الطلائع الورمية ، مما يتسبب في زيادة تعبيره.

 2. في سلسلة الشيفرة الوراثية coding sequence، مما يغير البروتين الناتج الى بروتين أكثر نشاطًا أو الى بروتين أكثر مقاومة للتحلل degradation من البروتين العادي.

كل هذه الآليات يمكن أن تؤدي إلى تحفيز غير طبيعي لدورة الخلية وتضع الخلية على طريق الورم الخبيث.

الجينات الكابتة (المثبطة) للورم  Tumor suppressor genes.

 بالإضافة إلى الجينات التي تزيد من انقسام الخلايا ، تحتوي الخلايا على جينات تمنع او تنظم انقسام الخلايا.  تسمى هذه الجينات الجينات الكابتة للورم لأن البروتينات التي تشفرها تساعد في منع نمو الخلايا غير المنظم المؤدي للسرطان. أي طفرة تقلل من النشاط الطبيعي لبروتين كابت للورم قد تساهم في ظهور السرطان ، مما يحفز النمو من خلال غياب الكبت.

 المنتجات البروتينية للجينات الكابتة للورم لها وظائف مختلفة.  تعمل بعض بروتينات مثبطات الورم على إصلاح الحمض النووي التالف ، وهي وظيفة تمنع الخلية من تراكم الطفرات المسببة للسرطان. تتحكم بروتينات أخرى مثبطة للورم في التصاق الخلايا ببعضها البعض أو بالمادة خارج الخلية extracellular matrix.  يعد تثبيت الخلية السليم أمرًا بالغ الأهمية في الأنسجة الطبيعية - وغالبًا ما يكون غائبا في السرطان.  و هنالم بروتينات أخرى كابتة للورم تتحكم في الإشارات الخلوية cell-signalling pathways التي تمنع دورة الخلية. من اشهر الجينات الكابتة للورم جين p53 الذي يشفر بروتينا بنفس الاسم. سنتطرق له في منشوراتنا القادمة.

دمتم بخير 

أصل الخلايا السرطانية و عملية الانبثاث metastasis

أصل الخلايا السرطانية:

 تؤدي سلسلة من الطفرات في الخلية إلى تكاثرها بشكل اكبر من الخلايا المجاورة.  مع نمو كتلة الخلايا المنقسمة بمرور الوقت ، و مع زيادة معدل الطفرات تعاني الخلايا من تضخم بسبب زيادة إنتاج الخلايا في الأنسجة أو الأعضاء الطبيعية و تتحول إلى سرطان (carcinoma). 

 يحدث انتشار الخلايا السرطانية إلى الأنسجة والأعضاء الأخرى (الانبثاث او الارتحال metastasis) عندما ينهار التصاق هذه الخلايا السرطانية ، وتكون قادرة على الانتقال بسهولة إلى مواقع جديدة.

تتراكم الطفرات الجينية بمرور الوقت نتيجة لأحداث مستقلة.  وبالتالي ، فإن مسار السرطان ينطوي على خطوات متعددة.  في الواقع ، يرى العديد من العلماء أن تطور السرطان هو عملية تطورية صغرى او دقيقة Microevolution.

 لفهم ما يعنيه هذا ، ضع في اعتبارك ما يلي: 

عندما تمنح الطفرة الخلية السرطانية ميزة نمو ، يمكنها أن تنتج نسخًا أكثر من نفسها عن الخلية العادية - ويمكن أن يتفوق نسلها على نظيراتها غير السرطانية في المنافسة على الموارد. في وقت لاحق ، قد توفر الطفرة الثانية للخلايا السرطانية ميزة تكاثرية أخرى ، والتي بدورها تكثف ميزتها التنافسية أكثر.  وفي حالة عدم وجود نقاط تفتيش رئيسية أو تلف جينات الإصلاح ، فإن معدل تراكم الضرر يزداد أكثر. تستمر هذه العملية مع كل طفرة جديدة تقدم مثل هذه الفوائد ، وهي قوة دافعة في تطور الكائنات الحية - وليس فقط الخلايا السرطانية.

الانبثاث او الارتحال metastasis:

الانبثاث - تعني حرفيا "مكان جديد" - هي واحدة من المراحل النهائية للسرطان.  

الانبثاث metastasis، هو انتشار المرض من عضو أو جزء إلى عضو أو جزء آخر غير مجاور.

تعريف قاموس اوكسفورد الطبي للانبثاث metastasis 

" the development of secondary malignant growths at a distance from a primary site of cancer"

"تطور الأورام الثانوية على مسافة من موقع السرطان الأساسي".

كيف و لماذا يحدث الانبثاث:

خلال المراحل المبكرة من السرطان ، تكون الأورام عادة حميدة (أورام لا تنتشر) وتبقى محصورة داخل الحدود الطبيعية للأنسجة.  بينما تنمو الأورام وتصبح خبيثة ، فإنها تكتسب القدرة على اختراق هذه الحدود وغزو الأنسجة المجاورة.

 غالبًا ما تفرز الخلايا السرطانية الغازية البروتياز التي تمكنها من تحلل المصفوفة خارج الخلية عند حدود الأنسجة.  كما يمنح protease الخلايا السرطانية القدرة على إنشاء ممرات جديدة في الأنسجة.  على سبيل المثال ، يمكنهم تفكيك الوصلات التي تربط الخلايا معًا ، وبالتالي الوصول إلى مناطق جديدة.

في هذه المرحلة ، تدخل الخلايا السرطانية مجرى الدم أو الجهاز اللمفاوي وتنتقل إلى موقع جديد في الجسم ، حيث تبدأ في الانقسام ووضع الأساس للأورام الثانوية.  لا يمكن لجميع الخلايا السرطانية أن تنتقل.  من أجل الانتشار بهذه الطريقة ، يجب أن تمتلك الخلايا القدرة على اختراق الحواجز الطبيعية للجسم حتى تتمكن من الدخول والخروج من الدم أو الأوعية اللمفاوية.  حتى الخلايا السرطانية المنتقلة تواجه تحديات عند محاولة النمو في مناطق جديدة.

وبالتالي ، فإن السرطان هو نمو الخلايا دون رادع.  يمكن أن تسبب الطفرات في الجينات السرطان عن طريق تسريع معدلات انقسام الخلايا أو تثبيط الضوابط العادية على النظام ، مثل توقف دورة الخلية أو موت الخلية المبرمج.  مع نمو كتلة الخلايا السرطانية ، يمكن أن تتطور إلى ورم.  يمكن للخلايا السرطانية أيضًا أن تغزو الأنسجة المجاورة ، وأحيانًا تنفصل وتنتقل إلى أجزاء أخرى من الجسم ، مما يؤدي إلى تكوين أورام جديدة في تلك المواقع.