Gli oncogeni Oncogenes

Virus tumorali a RNA
Gli oncogeni
Oncogenes
Virus tumorali
a RNA
Virus Oncogeni a RNA
Genoma Virale a RNA
Trascrittasi Inversa (Virus-codificata)
Genoma Virale a DNA (integrato)
RNA polimerasi DNA-dipendente
(RNA pol II dell’ Ospite)
Ospite
Genoma Virale a RNA
Splicing (enzimi di splicing dell’ospite)
RNA messaggero
proteine virali
Virus
Importante: sfrutta
l’RNA polimerasi dell’ OSPITE
per produrre il proprio genoma
1
Virus Oncogeni a RNA
Genoma a RNA - Retrovirus
DNA Polimerasi RNA-dipendente codificata dal virus
TRASCRITTASI INVERSA
genoma a RNA
Trascrittasi Inversa
virus
genoma a DNA
Integrasi
virus
Integra
RNA polimerasi II dell’ospite
host
genoma a RNA
Virus Oncogeni a RNA
L’RNA è:
• RNA Con 5’capping e 3’poliadenilazione
• senso Positivo (stesso dell’ mRNA)
L’RNA virale non può essere letto come mRNA
E’ necessario produrre un mRNA nuovo
Il virus deve produrre un intermedio a DNA di senso
negativo prima che possano essere prodotte
proteine
Pertanto il virus deve portare nella cellula la
TRASCRITTASI INVERSA
Virus Oncogeni a RNA
2
Il ciclo virale di un retrovirus
Cit.
Nuc.
Un tipico genoma retrovirale
Alcuni retrovirus hanno un
gene extra
“retrovirus tipico”
R
U5
GAG
POL
ENV
U3
R
Rous Sarcoma Virus
R
U5
GAG
POL
ENV
SRC
U3
R
3
Alcuni retrovirus possiedono un
gene eterologo al posto di geni
regolari
Virus della Mieloblastosi Aviaria
R
R
U5
GAG
POL
MYB
U3
Virus del Sarcoma Felino
(FSV)
U5 dGAG
FMS
dENV U3
R
R
Virus del Mielocitoma Aviario
(MC29)
R
U5
dGAG
MYC
dENV
Rous
U3
R
1910
Peyton Rous
Nobel in medicina
1966
Un tumore infettivo
Fibiger
Johannes Grib Fibiger
Nobel 1926 : dimostrò che nematodi causavano
Un carcinoma nei topi
In realtà dimostrò che stimoli esterni ( mancanza di
Vitamina A) possono indurre tumori
4
RSV-infected CEF
Transformation can be studied in petri dish at the level of a
single cell
Rous sarcome virus infected chicken embryo fibroblasts survive
indefinitely, show a round morphology and cluster in foci
La continua presenza del virus è necessaria
per iniziare e mantenere lo stato trasformato
1970 Berkeley
Breve Storia di un ONCOGENE: SRC Nobel 66 Rous
1910 Rous Ellermann Bang estratti di cellule tumorali causano tumori in animali sani
1911 Peyton, Rous Il sarcoma può essere trasmesso da un animale all’altro
tramite un Virus filtrabile
1970 Baltimore, Temin, Mizutani: trascrittasi inversa
1970 Varmus, Bishop, Stehelin: Delezioni del virus del sarcoma aviario lo rendono
incapace di trasformare
16% del genoma virale ( 1600/10.000) codificano per il gene v- src
1976 Stehelin D, Varmus HE, Bishop JM, Vogt PK
DNA related to the trasforming gene of avian sarcoma viruses is present in
Normal avian DNA.
Nature 260:170-73: c-src
1978 Purchio, Erikson Il prodotto di c-src è una pp60
E’ una chinasi
E’ localizzata nella membrana plasmatica
Fosforila gli anticorpi, in tyrosina
Il numero di tyrosine fosforilate da v-src è 8X
rispetto a c-src
5
Genoma di Rous Sarcoma virus
Virus Oncogeni a RNA
Il ciclo virale di un retrovirus
Cit.
Nuc.
6
Problema nell’uso di RNA pol II per copiare
un gene
RNA
genomico
Trascrittasi Virale
Inversa
dsDNA
RT
primer
Sito di inizio della
sintesi di RNA
promotore
RNA pol II
Sito di terminazione della
sintesi di RNA
Risultato: la nuova copia dell’RNA virale è più corta - mancano
sequenze regolatrici
Virus Oncogeni a RNA
L’RNA polimerasi II non copierà
Sequenze a monte del sito di inizio della trascrizione
• Promotori / Enhancers
Sequenze a valle del sito di terminazione della trascrizione
• Enhancers / siti di Poli A / siti di terminazione
?
7
Src non è un gene virale
CSK
Spento
acceso
The belt and braces model
BRACES
of Src
W260
small
SH3
Q234
Y416
Large lobe
SH2
KINASE
BELT
Y527
CsK fosforila e
Riduce
Attivit`a
Tutti i domini sono bloccati. Se Y527 manca, il dominio SH2 si allontana,
la elica di poliprolina scappa lontano dal dominio catalitico
Xu, Harrison, Eck, Nature 1999
NB polyoma middle T antigen activates Src by binding the C-terminal and preventing
phosphorylation
8
Virus Oncogeni a RNA:Acute
transformation
Proto-oncogene cellulare
C-onc
Oncogene
virale V-onc
Virus Oncogeni a RNA
contengono un v-onc
In un retrovirus a trasformazione acuta
uno o più geni virali sono sostituiti da una
sequenza cellulare trasdotta:oncogene
Un oncogene virale rappresenta la versione
mutata di un gene cellulare coinvolto
Perchè Src è un oncogene?
- Viene overespresso un gene il cui prodotto ha acquistato
La capacità di non essere controllabile nella sua funzione
E
La sua funzione comprende l’attivazione di crescita cellulare
Movimento cellulare e blocco dell’apoptosi
9
V-Src
Come è fatto Src virale?
1) Mancano 19 amminoacidi al C-terminale,
quindi Tyr527 (inibizione da Csk)
2) una Tyr amminoterminale che lega SH2 e lo distoglie
da Tyr527-fosforilata
Altri modi per attivare Src:
3) Delezione della kinasi inibitoria CSK
4) Attivazione fosfatasi
5) Polyoma T antigen maschera Tyr527 e non permette
la fosforilazione inibitoria
Retrovirus a trasformazione
lenta
retrovirus trasformanti cronicamente
causano tumori poco efficientemente dopo periodi
di tempo prolungati
Virus della Leucosi aviaria (causa linfomi)
R
U5
GAG
POL
ENV
U3
R
Nessun oncogene! – Come provoca
un tumore?
10
Retrovirus a trasformazione
lenta
retrovirus trasformanti cronicamente
causano tumori poco efficientemente dopo periodi
di tempo prolungati
Virus della Leucosi aviaria (causa linfomi)
R
U5
GAG
POL
ENV
U3
R
Nessun oncogene! – Come provoca
un tumore?
Effetto dell’infezione di fibroblasti di pollo da parte dei virus ALV e RSV
ALV Leucosi aviaria
Replicazione del virus
Nessuna trasformazione
RSV Rous sarcoma
Replicazione del virus
Trasformazione della cellula
Virus Oncogeni a RNA
ALV può integrarsi nel genoma della cellula
ospite in MOLTI loci
ma nel tumore risulta sempre nello STESSO
sito (o un ristretto numero di siti)
Suggerisce che il tumore deriva da un’unica
cellula
• Qualcosa di importante per la
trasformazione deve essere associato a
questo sito
• L’evento cruciale deve essere raro
11
Mutagenesi Inserzionale
Overespressione non controllata (Myc in leucosi Aviaria)
Un gene espresso in un tessuto non adatto (Int-1 del tubo neurale
embrionale espresso in Mouse Mammary Tumor Virus MMTV)
Prototipo tipo 3 : deltaretrovirus HTLV: human Tlymphotropic virus, causes monoclonal T-cell
lymphoma/leukemia and tropical spastic paraparesis or HTLVassociated myelopathy (demyelinating neurologic desease)
No transduced proto-oncogene in their genome
No mutational insertion
Induce monoclonal hemathopoietic malignancies
Encoded a trans-activating protein : TAX p40
Splicing protein: REX
p30 that binds to CREB binding protein/p300 (CBP/p300)
A transcription factor p21 which activates the transcriptional
factor NFAT and binds to the cytoplasmic domain of the
interleukin (IL)-2 receptor
p13(II), which localizes to mitochondria and interacts with
farnesyl pyrophosphate synthetase ( RAS induction)
12
Gene TRANSATTIVANTE virale; TAX P03409 353aa-homodimer
Geni cellulari attivati:
IL-2 Interleukin-2, IL-13
PDGF platelet derived growth factor
granulocyte-macrophage stimulating factor GMSF
NFK-b
- Tax binds to three 21 bp repeat elements located within the
LTRs, referred to as Tax-responsive elements (TRE)
- Tax associates with members of the ATF/CREB family of
transcriptional factors.HTLV-I LTR has three ATF/CREB binding sites.
-TAX leads to phosphorylation of the NFkb inhibitor Ikb that is
-targeted to proteasome, Nfkb activates LTR, IL-2
- Tax blocks p16/INK4a and interferes with its ability to inhibit
the activity of CDK4,
The resulting T-cell proliferation leads to malignant transformation
and to the development of adult T-cell leukemia (ATL)
Virus Oncogeni a RNA
I v-Onc sono geni virali di origine cellulare che sono espressi in
- Maniera non controllata a livello di trascrizione ,
oppure hanno
- mutazioni che li rendono incontrollabili
(localizzazione sbagliata o mancata interazione con repressori)
- mutazioni che ne aumentano la vita media
( proteasoma non le riconosce) oppure ne
- alterano la funzione
Possono i C-onc essere coinvolti in tumori
NON-VIRALI?
13
C-onc
I geni C-onc
sono
myb
presenti in
siti
cromosomici
mos
myc
precisi
mos e myc :
cromosoma 8
fe
s
fes: cromosoma 15
Gli Oncogeni
Cosa codificano gli oncogeni?
Proteine coinvolte nel controllo della crescita e nel
differenziamento
Fattori di crescita
Recettori di fattori di crescita
Proteine trasduttrici del segnale
Fattori di trascrizione
Controllo del ciclo cellulare
Possibili oncogeni nella via di trasduzione del
segnale
Recettore perennemente
attivato
Proteina tronca o mutata che non può essere repressa
Una chinasi o fosfatasi espressa
o localizzata erroneamente
14
Gli oncogeni sono dominanti
Mutazioni
dominanti
GAIN OF
FUNCTION
Eterozigote
Omozigote
Allele 1
Allele 2
Allele 1
Allele 2
Normale
Mutante
Mutante
Mutante
Lega in
circostanze
speciali
Mutante
lega
sempre
Lega Sempre
Funzione acquisita
Mutante
lega
sempre
Mutante
lega
sempre
Lega Sempre
Funzione acquisita
Oncogeni dominanti
Strategia per isolare
Oncogeni umani
Gli oncogeni sono dominanti
Human bladder carcinoma
Isolamento
(clonaggio)
di un oncogene
umano
Ras G12V
15
Viral vector
Gain of function screen:
Nature 1974 : Adenovirus type 5
Cell 1982 : DNA from bladder carcinoma into NIH-3T3 cells and
identification of RAS oncogene
Mol Cell Biol 1995 : RAF-1, Beta-catenin
Da C-onc a V-Onc con
Mutazioni Gain of
Function
Src e mutazioni di attivazione
16
RAS e SOS
GEF-GAP and RAS
GEF accendono
GAP spengono
RAS
Mutazioni puntiformi accendono RAS
GTP binding
GTP binding
RAS
Gly12
Farnesylation
Gln61
Arg789
GGC> GTC Val : Costello
Syndrome in germline, tumore
In somatic
Gly12Arg v-Ras
Lys
GAP
12, 13, 59, 61= oncogenic mutations decreasing GTPase activity
116, 119=onc.mut. Decreasing nucleotide affinity
17
Oncogenic hot spots
GTP non si stacca
Solo GTP si attacca
http://www.sanger.ac.uk/perl/genetics/CGP/cosmic?action=bygene&locus_name=HRAS
3 oncogeni controllati da RNA
K-RAS Kirsten Rat Sarcoma 12p12 188AA 21,6 kDa 25% tumori solidi
H-RAS Harvey
11p15.5 tumori vescica, tiroide
N-RAS Neuroblastoma
1p13.12 tumori tiroide, colon
MICRO RNA LET7A1; MIRNLET7A1
Johnson et al. (2005) the 3 human RAS genes contain multiple
let-7 complementary sites in their 3-prime UTRs that allow
let-7 miRNA to regulate their expression. Let-7 expression was
lower in lung tumors than in normal lung tissue, whereas
expression of the RAS proteins was significantly higher in
lung tumors, suggesting a possible mechanism for let-7 in cancer
Finkel-Biskis-Jinkins (FBJ) Mouse
cFos
Osteosarcoma
(con cJun
In AP1 )
vFos che codifica
per 49 aa non presenti
in cFos
DNA 5methylcytosine
La proteina cFos è espressa al alte concentrazioni nel corion, amnios e placenta.
transferase aumenta
In topi transgenici dove è espressa in maniera incontrollata causa
dello
sviluppo
di 4disturbi
volte:
loss
of
Dello scheletro= ossa lunghe
function caderine e
14q24.3, 380aa, leu-zipper
molti soppressori
Nel virus dell’osteosarcoma di topo ,
18
Gli oncogeni
Gli oncogeni dei retrovirus sono geni cellulari catturati come RNA durante la
infezione virale
Il gene virale ha accumulato delle mutazioni che lo rendono più attivo,
non regolato,
attivo intessuti diversi
gli hanno conferito nuove funzioni ( gain of function)
V-Src sarcoma in pollo: 12 aa al C-terminale hanno sostituito i 19 in c-src e
rendono la proteina attiva costitutivamente
V-mos (Moloney murine sarcoma): 11/369 sostituzioni rendono la proteina
(Ser chinasi di cicline) attiva costitutivamente
H-ras (Rat Harvey sarcoma): 3/189 sostituzioni deregolano la proteina
MYC:bHLH TRANSCRIPTION
FACTOR
Myc+Max=cell proliferation
Max+MAD=repression, post mitotic differentiation
Myc+Max
Inducono espressione
Di cicline e chinasi
Della crescita G1
Inducono degradazione p27
Reprime (con Miz-1) espressione di p15INK4
p21Cip, p27Kip
19
Proliferazione di B e traslocazione, Virus Herpes a DNA
Virus tumorale a DNA
cMYC
AKT
Wild type Myc
MYC 439aa è trascritto costitutivamente. Fine tuning è dovuto a
modulazione della stabilità. Myc pT58 viene degradata
Conversione in oncogene
Tre meccanismi con cui un protooncogeneviene convertito in un oncogene
Src, myc
Mdm2
Double minutes;
HSRs homogenously
staining region
myc
20
Amplification of erb2/neu oncogene
Breast carcinoma
Amplification n-Myc in neuroblastoma
Kaplan-Meyer plot of EVENT FREE SURVIVAL
Double minutes DM
homogeneous staining region HSR
21
Mdm2 amplification
Double minute chromosome: circular, 4 Mb, amplified in mouse
Fibroblast line 3T3 (1993)
>4 amplification in human leukemiae and osteosarcome (1995)
Designation:
NCI-H596 [H596] epithelial, human
Constantly, there were 2 to 3 minute chromosomes that were about 1/2 the size of a G group chromosome.
Mdm2 12q13-15 , Ring finger dependent ubiquitin ligase
of p53 and itself
ARF MDM2 P53
Pokemon : oncogene che reprime specificatamente la trascrizione di
ARF (soppressore)
Pokemon, which stands for POK erythroid myeloid ontogenic
factor, belongs to the POK family (POZ domain and Kruppel zinc
fingers) of transcriptional factors. If mutated, they become
transcriptional repressors through the engagement of histone
deacetylases, causing chromatin remodeling and in turn
tumorigenesis (2005).
22
Gain of function
La attivazione di un proto-oncogene deriva da mutazioni
Denominate GAIN OF FUNCTION
Queste mutazioni sono DOMINANTI (eccezione :recettore
della triiodotirosina c-erbA)
Colpiscono un gene
Sono eventi SOMATICI.
Se fossero costitutivi sarebbero probabilmente letali
Ec: RET oncogene causa Neoplasia endocrina e cancro familiare della
tiroide. E’ espresso solo in un numero ristretto di cellule in
specifiche circostanze.
Table 24-4 Some Oncogenes Originally Identified Through Their Presence in Transforming
Retroviruses
Oncogene
Proto-oncogene Function
abl
protein kinase (tyrosine)
Source of Virus
mouse
cat
protein kinase (tyrosine): epidermal chicken
growth factor (EGF) receptor
protein kinase (tyrosine)
cat/chicken
protein kinase (tyrosine):
cat
macrophage colony-stimulating
factor (M-CSF) receptor
products associate to form AP-1
mouse
gene regulatory protein
chicken
protein kinase (tyrosine): Steel
cat
factor receptor
protein kinase (serine/threonine) chicken/mouse
activated by Ras
gene regulatory protein of the HLH chicken
family
GTP-binding protein
rat
GTP-binding protein
rat
gene regulatory protein related to turkey
NFkB
platelet-derived growth factor, B
monkey
chain
protein kinase (tyrosine)
chicken
erb-B
fes
fms
fos and
jun
kit
raf
myc
H-ras
K-ras
rel
sis
src
Virus-induced Tumor
pre-B-cell leukemia
sarcoma
erythroleukemia,
fibrosarcoma
sarcoma
sarcoma
osteosarcoma
fibrosarcoma
sarcoma
sarcoma
sarcoma; myelocytoma,
carcinoma
sarcoma; erythroleukemia
sarcoma; erythroleukemia
reticuloendotheliosis
sarcoma
sarcoma
Alcuni degli oncogeni identificati inizialmente per
la loro presenza in retrovirus trasformanti
oncogene
funzione del
proto-oncogene
origine del
virus
tumore indotto
dal virus
src
proteina-kinasi (tyr)
pollo
sarcoma
abl
proteina-kinasi (tyr)
topo
gatto
leucemia cell.B
sarcoma
raf
proteina-kinasi (ser/thr)
pollo/topo
sarcoma
ras
proteina G (lega GTP)
ratto
sarcoma (H-ras)
eritroleuc. (K-ras)
myc
fattore di trascrizione
pollo
sarcoma, mieloma,
carcinoma
sis
fattore di crescita (PDF)
scimmia
sarcoma
23
Le traslocazioni
Scambio tra cromosomi non omologhi
I tumori spesso originano da
traslocazioni cromosomiche
Linfoma di Burkitt
traslocazione 8:14
Rottura nel
cromosoma 14 in
q32
my
c
Oncogenesi da riarrangiamento
Tumore
Linfoma di Burkitt
c-onc
myc
nuovo promotore
(8)
Ig pesante (8 a 14)
Ig leggera (8 a 2)
Leucemia linfocitica cronica
a cellule T
myc
recettore cellule T
(8 a22)
Leucemia linfocitica cronica
bcl-1
Ig pesante (11 -14)
a cellule B
bcl-2
Ig leggera (18 -2)
Leucemia linfocitica cronica
tcl-1
recettore cellule T
a cellule T
(inversione 14)
Light Iglambda in chr. 22; Ig kappa in chr.2, Heavy chain in chr.14
24
Herpes virus Epstein-Barr EBV 172 kb:
EBV Burkitt Lymphoma
Infetta linfociti B quiescenti
o cellule epiteliali
(scarsamente litico)
Attivazione di cellule B
quiescenti che vengono
indotte a proliferare (
Ricombinazione Ag
dipendente?)
Traslocazione bilanciata
reciproca braccio lungo
cromosoma 8 (Myc) e 14 (IgH)
produzione EBNA-4 gene
latente ANTIAPOPTOTICO
Etiological agents
Linfoma di Burkitt africano
Tumore mascella o orbita
Starry sky cielo stellato: piccole cellule B
non aderenti
Uno dei tumori a crescita più rapida
25
EBV Epstein Barr
•1961 Denis Burkitt presenta in Inghilterra un tumore dei
bambini africani. 8 bimbi su 100.000. Influenza del clima
e zona malarica
•1964 Epstein, Barr, Achong individuano il virus in tessuto
• neoplastico
•1968 EBV viene riconosciuto agente eziologico della
mononucleosi
•2004 EBV ha specificità per cellule epiteliali e B ed
induce una proliferazione incontrollata (immortalizzazione
e trasformazione) . EBN4 aumenta Bcl2 (antiapoptosi),
Antigene attivazione B (CD40) e diminuisce geni della
differenziazione
Reciprocal Translocation in Burkitt
Burkitt’s hymphomas 8;14- 2;8- 8;22:
Heavy (75%), kappa (9%) or lambda (16%) chains of immunoglobulin
TRASLOCAZIONI
che mettono un gene sotto un promotore forte
Specific chromosal abnormalities in specific
cancers
Burkitt lymphoma 8;14- 2;8- 8;22:
heavy, kappa or lambda chains of immunoglobulin translocated
with MYC(A transcription factor is activated)
Acute leukemia in infants ( myelocytic or lymphocytic):
MLL (mixed lineage leukemia) is a homeobox gene:
cellule immature, immortali ( telomerase indotta)
Chronic lymphocytic leukemia:
BCL2 gene is activated (antiapoptotico)
and ATM is inactivated ( pro-apoptotic)
Celllule vecchie che non muoiono
26
I riarrangiamenti dei geni per IgG
Catene pesanti
Presumibilmente I riarrangiamenti/ traslocazioni sono
causati dal malfunzionamento della recombinasi
Traslocazione vicino ad un promotore forte cellulare o inserzione di un
Forte promotore virale causano overespressione
27
La eredità di traslocazioni è rara
(sono letali all’embrione?)
Eccezione : fibrosarcoma congenito t(12,15) ETV6-NTRK3
(TYr-chinasi)
Si può ereditare la predisposizione alla traslocazione
(ataxia teleangectasia, ATM)
(14,18) Igh14-BCL218 (Non-Hodgkin lymphoma) In Tumori come CLL,
i linfociti sono molti, differenziati= diminuita probabilità di morte
Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2 =B CELL LYMPHOMA)
.In tumori infantili come ALL, i linfociti sono tanti linfoblasti
immaturi= aumentata probabilità di crescita
Infatti risultano attivati fattori di trascrizione o attivatori di crescita
New protein: Bcr(22)-Abl(9)
With unusual
Properties is
Formed by
translocation
1960 Nowell& Hungerford : A minute chromosome in human
chronic granulocyte leukemia
Leucemia linfoide acuta: 45kD bcr+ 140 Abl
Leucemia mieloide cronica 70kD bcr+ 140 Abl
BCR-Abl
Abelson
Murine
leukemia
Breakpoint
Cluster region
1982
28
Conversione del proto-oncogene abl in un oncogene
in pazienti con leucemia mielogena cronica
ABL
BCR-
Abelson Murine Leukemia
Breakpoint Cluster Region
La traslocazione genera un cromosoma Philadelphia, e risulta in una proteina di fusione in cui
il dominio kinasico di Abl è troppo attivo. Questo porta ad una proliferazione abnorme di un
clone di cellule ematopoietiche nel midollo osseo.
BCR-Abl
Bcr-Abl rimane nel citoplasma come dimero attivato, lega Grb2 e SOS ed attiva RAS
BREAK
SH3
SH2
P145 c-Abl
NLS
Kinase
DNA
BD
Actin
BD
P53
BD
BREAK
CML
BREAK
ALL
Ser/Threo
Kinase
RHO
GEF
Dimerization14.3.3/BAPi
BD
45kDa in leucemia linfoide acuta
P160 c-Bcr
RACGAP
Ca++-lipid
BD
70kDa in leucemia mieloide
cronica
29
Leucemia linfoide
acuta
Leucemia mieloide
cronica
BCR Ser kinase attiva ABL che fosforila p53 che viene ubiquitinato e distrutto
Geni coinvolti in riarrangiamenti
CML
t(9,22)
BCR-ABL
Ty-kinase
Ewin sarcoma t(11,22)
EWS-FLI1
transcription factor
Melanoma
EWS-ATF1
transcription factor
t(12,22)
Thyroid carcinoma inv(1)
NTRK1-TPM3
ALL
t(X,11)
MLL-AF4
transcription factor
ty-kinase
ALL
t(9,11)
MLL-AF9
transcription factor
APL
t(15,17)
PML-RARA
transcription factor +
--------------------------------------------------------retinoic acid receptor
Incidenza Leucemie Croniche o Acute
CLL 7000/ anno
>55
CML 4400/anno
mainly adults
ALL 3800/anno
young
AML 10.600 anno
adult and children
30
Tropomiosina_Trk Receptor for
basic fibroblast growth factor
Eredità delle traslocazioni
La eredità di traslocazioni è rara (sono letali all’embrione?)
Quindi si parla di mutazioni SOMATICHE
Si può ereditare la predisposizione alla traslocazione
(ataxia teleangectasia)
In Tumori come CLL, i linfociti sono molti, differenziati=
diminuita probabilità di morte
Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2)
In tumori infantili come ALL, i linfociti sono tanti linfoblasti
immaturi= aumentata probabilità di crescita
Infatti risultano attivati fattori di trascrizione o attivatori di crescita
Table 24-5 Some Oncogenes Originally Identified by Means Other
Than Their Presence in Transforming Retroviruses
Means of Detection
Oncogenes
Insertional mutation
Amplification
Transfection
Translocation
Wnt-1 (int-1), fgf-3 (int-2), Notch-1 (int-3), lck
L-myc, N-myc
neu, N-ras, trk, ret
bcl-2, RARa
31
Meccanismi di attivazione degli oncogeni
La trasformazione può essere causata da una
eccessiva attività di un oncogene, dovuta a:
- aumento del numero di copie dell’oncogene (mdm2)
- aumento della trascrizione
( per mutazione o per effetto
dell’inserzione di un DNA virale)
- sostituzioni di amminoacidi nel prodotto dell’oncogene,
che aumentano l’attività/vita della proteina
- traslocazione dell’oncogene in siti che si esprimono molto
- traslocazione dell’oncogene in siti che esprimono
in cellule sbagliate o proteine chimeriche non regolate
32
•Alcune Mutazioni somatiche creano varianti che proliferano più
velocemente. Questi cloni tenderanno a prevalere (tumore).
•Esistono vari meccanismi che si oppongono (controllo, riparo, apoptosi)
•Circa 6-7 successive mutazioni sono necessarie per superare I controlli
(conversione normale> tumore)
•La frequenza di mutazione è circa 10exp-7 per gene per cellula.
•10exp-42: frequenza di una cellula con 6 consecutive mutazioni
•10exp-29: frequenza di 6 mutazioni nella stessa cellula di un individuo a
10exp13 cellule
•Questa bassa frequenza è aumentata da:
•mutazioni che aumentano la proliferazione ( iperplasia),
•mutazioni che aumentano la frequenza di mutazione ( cariotipo anomalo)
Controllo dell’integrità del
genoma
The care taker genes
XP non riparano danni da UV
HNPCC non riparano basi non appaiate
Xeroderma Pigmentosus
the disease is autosomal recessive
Difetti in Nucleotide Excision Repair ( NER)
XP
Trichothiodystrophy
33
Edward Alfred Cockaney 1880-1956 descrisse una sindrome di
Sensibilità alla luce (UV). I sintomi sono progressivi:statura bassa,
Invecchiamento precoce, non predispone a tumori, demielinizazzione
causa disfunzioni neurologiche
Geni CSA( chr.5) e CSB (chr.10) per RIPARAZIONE TRASCRIZIONALE
Xeroderma Pigmentosus, autosomico recessivo anormalità della
pelle , multipli tumori epiteliali ( incidenza 2000X), morte neuronale
ed anormalità neurologiche
8 gruppi di complementazione implicati: XP-A_XP-G e variante.
Mutazioni colpiscono il NER Nucleotide Excision Repair
TTD Tricotiodistrofia, capelli fragili privi di zolfo,
proteine con cisteine sono ridotte, lineamenti anomali, ritardo mentale, non predispone a tumori
Gene assegnato al gruppo di complementazione XP-D( chr.10)
XP-D 80kD è una subunità del fattore di
trascrizione
TFIIH ( 9 subunità: XPB,p62,p52,p44,p34
sono “core” cioè associate strettamente)
XP-D è una HELICASE che svolge il DNA 5’-3’
è essenziale in (NER) riparo meno in trascrizione
OMIM 609413
The ERCC6 gene is part of the nucleotide excision repair (NER)
pathway, a complex system that eliminates a broad spectrum of
structural DNA lesions, including ultraviolet (UV)-induced
cyclobutane pyrimidine dimers, bulky chemical adducts, and DNA
cross-links. One of the NER pathways preferentially repairs
lesions on the transcribed strand of active genes; this process
occurs more rapidly than repairs on nontranscribed strands that
are part of overall genome repair (Troelstra et al., 1992)
ERC6 excision Repair complementation group 10q11autosomico recessivo
The xeroderma pigmentosum group D (XPD) gene: one
gene, two functions, three diseases (Cockayne Syndrome CS-B,
Trichothiodystrophy).Alan R. Lehmann
XPD Arg683
TTD R112
CS
The hypothesis that XP and CS are repair syndrome (HELICASE NULL)
and
TTD a transcription syndrome (Bootsma and Hoeijmakers 1993).Autosomal recessive
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HNPCC, aut dom
Hereditary non-polyposis colon cancer
Caratterizzato da MICROSATELLITE INSTABILITY ( MSI)
è autosomico dominante
MSH2 2p 50-60% dei HNPCC (human mutS
homolog2)
MSH6 2p
MLH1 3p 30-40% HNPCC(h-mutL homolog)
PMS1 2q (h-post-meiotic-segregation)
PMS2 7p
Mispair repair
I geni
Care taker
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Comparative Genomic Hybridization
Bac Array CGH
Bcl2
PDGF
TNF
Apoptosi e Proteolisi
AKT
Antiapoptotic
Kinase
BAD
Caspase 9
Bcl-x
Execution caspases
IKKa
IKKb
βTrCP
IkB
P
P
IkB
p150
βTrCP
P50
p52 P65
RelB
NF-kB
Transcription
factor
NF-kB
Transcription
factor
Oncogeni in Apoptosi
In Tumori come CLL, i linfociti sono molti,
differenziati= diminuita probabilità di morte
Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2)
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