Onkogen
Ein Onkogen ist ein Gen, das das Potenzial hat, Krebs zu verursachen. Oder, ebenso gut, ein Onkogen ist ein Gen, das eine unkontrollierte Zellteilung bewirkt.
Onkogene in Tumorzellen sind oft mutiert oder werden in hohen Konzentrationen exprimiert.
Die meisten normalen Zellen durchlaufen eine programmierte Form des Todes (Apoptose). Aktivierte Onkogene können bewirken, dass die für die Apoptose vorgesehenen Zellen überleben und sich stattdessen vermehren. Die meisten Onkogene erfordern einen zusätzlichen Schritt, z.B. Mutationen in einem anderen Gen oder Umweltfaktoren, wie z.B. eine Virusinfektion, um Krebs zu verursachen. Seit den 1970er Jahren sind Dutzende von Onkogenen bei Krebserkrankungen des Menschen identifiziert worden. Viele Krebsmedikamente zielen auf die von Onkogenen kodierten Proteine ab.
1976 zeigten J. Michael Bishop und Harold E. Varmus von der Universität von Kalifornien, San Francisco, dass Onkogene aktivierte Proto-Onkogene sind, die in vielen Organismen einschließlich des Menschen vorkommen. Für diese Entdeckung wurden Bishop und Varmus 1989 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.
Veranschaulichung, wie eine normale Zelle in eine Krebszelle umgewandelt wird, wenn ein Onkogen aktiviert wird
Die Geschichte eines Fehlers
Die Arbeit von Bishop und Varmus korrigierte einen seit langem bestehenden Fehler. Das Nobelzitat enthält diese Erklärung:
"Der Begriff Onkogen wurde Mitte der 1960er Jahre eingeführt, um spezielle Teile des genetischen Materials bestimmter Viren zu bezeichnen. Man glaubte, dass dieser Teil des genetischen Materials die Umwandlung einer normalen Zelle in eine Tumorzelle steuern konnte... Die Lieblingstheorie der damaligen Zeit war, dass die virusvermittelte Zell-zu-Zell-Übertragung von Onkogenen der Ursprung aller Formen von Krebs sei. Diese Ansicht erwies sich später als falsch".
Tatsächlich hatte die umgekehrte Transkription der Virus-RNA in DNA den Effekt, dass die Onkogene in die chromosomale DNA in den Zellen integriert wurden. Es stellte sich dann heraus, dass onkogenähnliches Material in verschiedenen Tierarten des gesamten Tierreichs nachgewiesen werden konnte, sogar in einfachen Organismen mit nur wenigen Zellen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass das Gen eine feste Position in den Chromosomen einer bestimmten Spezies einnimmt und dass das Gen, wenn es Teil des zellulären genetischen Materials ist, in Fragmente zerlegt wird.
Proto-Onkogen
Ein Proto-Onkogen ist ein normales Gen, das aufgrund von Mutationen oder erhöhter Expression zu einem Onkogen werden kann. Das resultierende Protein kann als Onkoprotein bezeichnet werden. Proto-Onkogene kodieren für Proteine, die zur Regulierung des Zellwachstums und der Zelldifferenzierung beitragen. Proto-Onkogene sind häufig an der Signaltransduktion und der Ausführung mitogener Signale beteiligt, in der Regel durch ihre Proteinprodukte. Bei Aktivierung wird ein Proto-Onkogen (oder sein Produkt) zu einem tumorinduzierenden Agens, einem Onkogen.
Beispiele
Das MYC-Gen ist am Burkitt-Lymphom beteiligt. Dies beginnt, wenn eine chromosomale Translokation eine Enhancer-Sequenz in die Nähe des MYC-Gens bringt. Das MYC-Gen kodiert für weit verbreitete Transkriptionsfaktoren. Wenn die Enhancer-Sequenz falsch plaziert ist, werden diese Transkriptionsfaktoren mit viel höheren Raten produziert. Ein weiteres Beispiel für ein Onkogen ist das Bcr-Abl-Gen auf dem "Philadelphia-Chromosom". Dabei handelt es sich um ein Stück genetischen Materials, das bei der chronischen myelogenen Leukämie durch die Translokation von Stücken der Chromosomen 9 und 22 entsteht. Bcr-Abl kodiert für eine Rezeptor-Tyrosinkinase, die aktiv ist und eine unkontrollierte Zellproliferation verursacht.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Onkogen?
A: Ein Onkogen ist ein Gen, das das Potenzial hat, Krebs zu verursachen oder eine unkontrollierte Zellteilung auszulösen.
F: Wie unterscheiden sich Onkogene in Tumorzellen von normalen Zellen?
A: Onkogene in Tumorzellen sind oft mutiert oder werden in hohem Maße exprimiert, so dass die Zellen, die für die Apoptose vorgesehen sind, überleben und sich stattdessen vermehren.
F: Was veranlasst aktivierte Onkogene, Krebs zu verursachen?
A: Die meisten Onkogene benötigen einen zusätzlichen Schritt, wie z.B. Mutationen in einem anderen Gen, oder Umweltfaktoren, wie z.B. eine Virusinfektion, um Krebs zu verursachen.
F: Wie viele Onkogene wurden seit den 1970er Jahren bei menschlichen Krebserkrankungen identifiziert?
A: Seit den 1970er Jahren wurden Dutzende von Onkogenen bei menschlichem Krebs identifiziert.
F: Welche Bedeutung hat die Entdeckung von J. Michael Bishop und Harold E. Varmus im Jahr 1976?
A: J. Michael Bishop und Harold E. Varmus entdeckten, dass es sich bei Onkogenen um aktivierte Proto-Onkogene handelt, die in vielen Organismen einschließlich des Menschen vorkommen. Dafür erhielten sie 1989 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
F: Wie wirken Krebsmedikamente auf Onkogene?
A: Viele Krebsmedikamente zielen auf die von Onkogenen kodierten Proteine ab, um den Krebs zu bekämpfen.
F: Was ist Apoptose?
A: Apoptose ist eine programmierte Form des Todes, die die meisten normalen Zellen durchlaufen.
