Informatie

De schade van kankercellen


Ik las over de moleculaire biologie van kanker, en ik heb een puinhoop op mijn hoofd en veel vragen...

Mijn primaire vraag is-

De schade van de kankercellen zit in de dna-sequentie of in de genexpressie (microRNA's)? of zelfs iets anders?

Bedankt:)


Kanker wordt gewoonlijk gedefinieerd als ongeremde cellulaire replicatie veroorzaakt door mutaties in het genoom.

Genen waarbij kankerverwekkende mutaties zijn geïdentificeerd, staan ​​bekend als: oncogenen; de COSMIC (Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer) database bevat alle bekende oncogenen (547 tot nu toe - 23 januari 2015 - 1% van alle menselijke genen!) [1].

De effect van een bepaalde mutatie zou zijn om op de een of andere manier de expressie van een gen of genen te veranderen. Dit kan direct zijn, bijvoorbeeld door een tumoronderdrukkend gen niet in staat te stellen zijn rol te vervullen [2], of indirect, bijvoorbeeld door epigenetische mechanismen te beïnvloeden die op hun beurt de expressie van genen die betrokken zijn bij celcyclusregulatie beïnvloeden [3].

Voor zover ik weet, wordt kanker niet 'veroorzaakt' door alleen een verandering in de expressie van een gen, hoewel het er wel door gemedieerd kan worden. De verandering in expressie of effectiviteit van een gen (zoals tumorsuppressor p53) resulterend in ongecontroleerde celdeling is veroorzaakt door mutaties op genomisch niveau.

Wat veroorzaakt de mutaties?

Veel factoren kunnen mutaties veroorzaken, van chemicaliën (bijvoorbeeld van sigarettenrook, niet alleen beperkt tot de longen [4]) tot fouten in de DNA-replicatiemachinerie, aangezien somatische cellen normale celdeling ondergaan [5].

De laatste referentie daar levert zeer overtuigend bewijs voor de reden dat sommige weefsels meer vatbaar zijn voor kanker dan andere; weefsels met een hogere celvernieuwing (en dus meer celdeling nodig hebben) hebben een hogere incidentie van kanker - zie onderstaande figuur uit [5]! Dit cijfer scheidt "longkanker" in twee groepen om aan te tonen dat zelfs niet-rokers het risico lopen om longkanker te krijgen, maar niet zo'n hoog risico als degenen die roken.


  1. http://cancer.sanger.ac.uk/cancergenome/projects/census/
  2. Muller, PAJ; Vousden, K.H. (2013) p53-mutaties bij kanker. Nat Cell Biol. 15:2-8
  3. Hamamoto, R.; Saloura, V.; Nakamura, Y. (2015) Kritische rollen van niet-histonproteïne-lysinemethylering bij menselijke tumorigenese. Nat Rev Kanker. 15:110-124
  4. Kankeronderzoek UK rapport over roken en kanker
  5. Tomasetti, C. & Vogelstein, B. (2015) Variatie in kankerrisico tussen weefsels kan worden verklaard door het aantal stamceldelingen. Wetenschap 347, 78-81

Biologische effecten van straling op kankercellen

Met de ontwikkeling van radiotherapeutische oncologie, computertechnologie en medische beeldvormingstechnologie heeft de bestralingstherapie grote vooruitgang geboekt. Onderzoek naar de impact en het specifieke mechanisme van bestraling op tumoren is een centraal thema geworden in de kankertherapie. Volgens de traditionele opvatting kan straling de structuur van de dubbele DNA-helix rechtstreeks beïnvloeden, die op zijn beurt DNA-schadesensoren activeert om apoptose, necrose en veroudering te induceren of normale mitose-gebeurtenissen beïnvloedt en uiteindelijk verschillende biologische kenmerken van neoplasmacellen opnieuw bedraden. Bovendien beschadigt bestraling subcellulaire structuren, zoals het cytoplasmatisch membraan, endoplasmatisch reticulum, ribosoom, mitochondriën en lysosoom van kankercellen om verschillende biologische activiteiten van tumorcellen te reguleren. Recente studies hebben aangetoond dat straling ook het fenotype, de immunogeniciteit en de micro-omgeving van de tumorcel kan veranderen, waardoor het biologische gedrag van kankercellen wereldwijd verandert. In deze review richten we ons op de effecten van therapeutische straling op de biologische kenmerken van tumorcellen om een ​​theoretische basis te bieden voor combinatietherapie en om een ​​nieuw tijdperk in de oncologie in te luiden.


Genomische instabiliteit en kanker: een introductie

Genomische instabiliteit verwijst naar een verhoogde neiging tot veranderingen in het genoom tijdens de levenscyclus van cellen. Het is een belangrijke drijvende kracht voor tumorigenese. Tijdens een celdeling wordt genomische instabiliteit geminimaliseerd door vier belangrijke mechanismen: high-fidelity DNA-replicatie in de S-fase, nauwkeurige chromosoomsegregatie in mitose, foutvrij herstel van sporadische DNA-schade en een gecoördineerde voortgang van de celcyclus. Deze inleiding vat de belangrijkste moleculaire processen samen die bijdragen aan deze mechanismen in de context van preventie van genomische instabiliteit en tumorigenese.

Genomische instabiliteit als een belangrijke drijvende kracht achter tumorigenese

Het uiteindelijke doel van celdeling voor de meeste niet-kankerachtige somatische cellen is om het genoom nauwkeurig te dupliceren en vervolgens het gedupliceerde genoom gelijkmatig in de twee dochtercellen te verdelen. Dit zorgt ervoor dat de dochtercellen precies hetzelfde genetische materiaal hebben als hun oudercel. Als dit doel niet wordt bereikt, of een abnormaal hoge frequentie van fouten tijdens dit proces, zal dit leiden tot verschillende vormen van genoomveranderingen in de dochtercellen. Die veranderingen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, verschillende vormen van mutaties op specifieke genen, amplificaties, deleties of herschikkingen van chromosoomsegmenten, winst of verlies van een volledig chromosoom(en), enz. Accumulatie van deze genoomveranderingen kan ontregeling veroorzaken van celdeling, onbalans tussen celgroei en dood, en kanker. Genomische instabiliteit wordt gedefinieerd als een proces dat vatbaar is voor genomische veranderingen of een verhoogde neiging tot genomische veranderingen. Tijdens celdeling wordt genomische instabiliteit geassocieerd met het falen van oudercellen om het genoom nauwkeurig te dupliceren en het genomische materiaal nauwkeurig over de dochtercellen te verdelen.

In normale weefsels worden celdelingen strak gereguleerd om neoplastische transformatie of tumorigenese te voorkomen. Zoals vereenvoudigd in figuur 1, kan het moleculaire proces van tumorigenese worden gezien als de accumulatie van genomische veranderingen tijdens een reeks celdelingen. De wijziging(en) van cruciale genen in een voorlopercel kunnen een normale cel transformeren in een pre-kankercel. Hoewel de precancereuze cellen klinisch niet als kanker worden beschouwd, zouden aanvullende genomische veranderingen sommige van hen in staat stellen verdere groeivoordelen te behalen. Daarom kan deze nieuwe populatie van neoplastische cellen evolueren naar een klinische status die kan worden gediagnosticeerd als kanker. Bijkomende genetische veranderingen tussen de kankercellen kunnen resulteren in subpopulaties van cellen met nog agressievere eigenschappen. De accumulatie van genomische veranderingen is dus niet alleen een kenmerk, maar ook een drijvende kracht voor tumorigenese. Een cruciaal punt in dit model is dat verschillende vormen van genetische veranderingen kunnen optreden en accumuleren in verschillende subsets van celpopulaties tijdens neoplastische transformatie en progressie. Dit verklaart de diverse genetische achtergrond van de kankercellen, wat bijdraagt ​​aan de heterogeniteit die bij kanker wordt waargenomen.

Kanker als een ziekte van genomische instabiliteit en de implicaties ervan voor kankerinterventies.

Kanker als een ziekte van genomische instabiliteit en de implicaties ervan voor kankerinterventies.

Belangrijkste mechanismen die worden gebruikt om de genomische integriteit te behouden

Omdat kanker het resultaat is van ongecontroleerde celgroei en de accumulatie van genomische veranderingen tijdens celdeling een drijvende kracht is voor tumorigenese, is het van cruciaal belang om te begrijpen hoe de genomische stabiliteit tijdens celdelingen wordt gehandhaafd om de mechanismen te onthullen waarmee tumorigenese wordt voorkomen tijdens normale weefselgroei . In principe nemen de normale zoogdiercellen voornamelijk hun toevlucht tot vier mechanismen om hun genomische stabiliteit tijdens celdeling te behouden (zoals uiteengezet in figuur 2): (i) hoge betrouwbaarheid van DNA-replicatie in S-fase, (ii) nauwkeurige verdeling van chromosomen tussen dochtercellen tijdens mitose, (iii) foutloos herstel van sporadische DNA-schade gedurende de celcyclus, en (iv) celcyclusprogressie en controlepuntcontrole. Andere mechanismen, zoals ontregeling van de controle van het lot van de cellen, waaronder apoptose en veroudering, kunnen worden gezien als gevolgen van genomische instabiliteit en kunnen verder bijdragen aan het groeivoordeel van kankercellen. Bij elk van de vier belangrijkste mechanismen zijn meerdere moleculaire processen betrokken.

Overzicht van de belangrijkste mechanismen om de genomische stabiliteit tijdens de celcyclus te behouden.

Overzicht van de belangrijkste mechanismen om de genomische stabiliteit tijdens de celcyclus te behouden.

Betrouwbaarheid van DNA-replicatie

In de S-fase wordt het gehele genomische DNA één keer en slechts één keer per celcyclus nauwkeurig gedupliceerd. Elke neiging tot fouten in dit proces zou genomische instabiliteit vormen. De belangrijkste mechanismen om genomische veranderingen in verband met DNA-replicatie te minimaliseren zijn als volgt. (i) High-fidelity van basenparing- en proefleesactiviteiten door DNA-polymerasen. (ii) Mismatch-reparatiemachines om niet alleen niet-overeenkomende basen te corrigeren, maar ook secundaire DNA-structuren waren het gevolg van replicatieslip, vooral in herhaalde DNA-sequenties. (iii) Tijdige oplossing van vastgelopen replicatievorken. DNA-replicatievorken pauzeren vaak of vallen zelfs ineen nadat ze verschillende vormen van replicatieblokkades zijn tegengekomen. Deze vastgelopen replicatievorken moeten op tijd opnieuw worden gestart om de volledige duplicatie van het genoom te garanderen en om de mogelijkheid van verdere ineenstorting die genoomveranderingen kan veroorzaken, te minimaliseren. Dit proces vereist de eiwitten die betrokken zijn bij homologe recombinatie en andere DNA-reparatieprocessen. (iv) Rijping van Okazaki-fragmenten. Tijdens de DNA-synthese wordt de achterblijvende streng gedupliceerd in de vorm van meerdere Okazaki-fragmenten. Aan het 5'-uiteinde van elk Okazaki-fragment bevindt zich een RNA-primer en een kort DNA-segment (d.w.z. α-segment) gesynthetiseerd door een low-fidelity DNA-polymerase. De RNA-primers en de α-segmenten worden verwijderd voordat de Okazaki-fragmenten worden geligeerd. Disfunctie in de rijping van Okazaki-fragmenten kan bijdragen aan genomische veranderingen. (v) Replicatielicentiemechanismen om ervoor te zorgen dat het volledige genoom eenmaal en slechts eenmaal per celcyclus volledig wordt gedupliceerd. Deze regulatie wordt waarschijnlijk gecontroleerd door de assemblage van pre-replicatiecomplex op replicatieoorsprongsplaatsen voorafgaand aan de S-fase. (vi) Gecoördineerde herassemblage van chromosomen uit nieuw gesynthetiseerd DNA. (vii) Andere mechanismen zoals telomeeronderhoud en duplicatie van epigenetische handtekeningen op het nieuwe synthese-DNA en chromatine worden ook als cruciaal beschouwd voor replicatiegetrouwheid.

Nauwkeurige chromosoomsegregatie bij mitose

Zodra het DNA en de chromosomen in de S-fase zijn gedupliceerd, is mitose de volgende kritieke fase in celdeling die vatbaar is voor genomische instabiliteit. Tijdens de mitose zijn de zusterchromatiden gelijk verdeeld in de dochtercellen. Dit wordt gecoördineerd door vele processen, waaronder: (i) chromosoomcondensatie, (ii) zusterchromatidecohesie, (iii) centrosoomduplicatie en -scheiding, (iv) kinetochoorassemblage en -bevestiging, (v) spoelvorming en controlepunt, (vi) chromosoomsegregatie , (vii) cytokinese, enz. Ontregeling van een van deze processen zou een verkeerde segregatie van chromatiden en chromosomale instabiliteit veroorzaken in de vorm van aneuploïdie en polyploïdie, die vaak worden waargenomen bij kanker. Van een speciale opmerking is dat sommige van de chromosomale aberraties geassocieerd met genomische instabiliteit die tijdens mitose worden weergegeven, een gevolg kunnen zijn van S-fase-defecten. Er wordt bijvoorbeeld aangenomen dat de duplicatie van centrosomen wordt gecoördineerd met DNA-replicatie, en een verminderde resolutie van replicatietussenproducten voorafgaand aan toegang tot mitose zou het risico op mitotische fouten vergroten.

Foutloze reparatie van sporadische DNA-schade

Gedurende de celcyclus komt het genoom verschillende vormen van spontane en geïnduceerde DNA-schade tegen. Wanneer deze schade niet wordt gerepareerd, zal dit niet alleen de celfuncties beïnvloeden, maar ook een hoger risico op fouten tijdens DNA-replicatie en chromosoomsegregatie opleveren. De DNA-schade wordt gerepareerd door verschillende goed gedefinieerde reparatieroutes, waaronder base-excisiereparatie, nucleotide-excisiereparatie, DNA-dubbelstrengsbreuk (DSB)-reparatie, enz. Mismatch-reparatie, een speciaal type nucleotide-excisiereparatie om mismatches te herstellen die mogelijk niet worden beschouwd als chemische schade aan DNA, wordt voornamelijk geassocieerd met replicatie.

Van belang voor genomische instabiliteit is dat de uitkomst van het DNA-herstel varieert. De voltooiing van sommige reparatieprocessen om chemische schade aan de dubbele DNA-helix te herstellen, kan veranderingen in de DNA-sequentie of herschikkingen van genoomsegmenten veroorzaken. Dit type reparatie wordt 'foutgevoelige' reparatie genoemd. Het is duidelijk dat de uitkomst ervan kan bijdragen aan genomische instabiliteit, hoewel het verdere genomische veranderingen kan voorkomen die anders zouden voortvloeien uit de initiële DNA-schade. Daarentegen kunnen andere herstelprocessen niet alleen de chemische schade aan het DNA repareren, maar ook de oorspronkelijke genoomstructuur behouden, wat wordt beschouwd als 'foutloos' herstel. Een voorbeeld is de reparatie van DNA DSB's. Het homologe recombinatieherstel van DSB wordt als minder waarschijnlijk beschouwd om genomische veranderingen te veroorzaken, dus 'foutvrij'. Aan de andere kant heeft de niet-homologe end-joining-route een hoog risico op het produceren van mutaties en/of genoomherschikkingen, dus 'foutgevoelig'. Deze classificatie is echter gebaseerd op het relatieve risico om fouten te produceren. Houd er rekening mee dat de ‘foutgevoelige’ reparatie niet altijd fouten oplevert en de ‘foutloze’ reparatie soms onmiskenbaar fouten veroorzaakt.

De activiteiten van herstelroutes en hun coördinatie met andere celfuncties (zoals celcyclusprogressie en celdood) worden gereguleerd door een signaleringsnetwerk voor DNA-schade. Ontregeling van dit netwerk zou de gecoördineerde inspanning om DNA-schade te herstellen aanzienlijk schaden en kan dus bijdragen aan genomische instabiliteit.

Naast de implicaties ervan voor genomische instabiliteit en tumorigenese, zijn herstelroutes voor DNA-schade zeer relevant voor kankertherapie. Straling en veel chemotherapeutische middelen worden gebruikt voor kankertherapie vanwege hun vermogen om DNA-schade in kankercellen te veroorzaken. Daarom is het herstelvermogen een kritische determinant voor het therapeutische resultaat. Gerichte remming van een geschikte DNA-herstelroute in kankercellen wordt beschouwd als een effectieve manier om de therapeutische werkzaamheid te verbeteren.

Controlepunten om de voortgang van de celcyclus te coördineren

Doordat de celdeling ordelijk verloopt, is het verloop van de celcyclus sterk gecoördineerd. Voortijdige binnenkomst van een cel in de volgende celcyclusfase zou resulteren in een significante neiging tot genomische veranderingen. Controlepunten voor de celcyclus zijn gebouwd om ervoor te zorgen dat de voortgang van de ene fase naar de volgende plaatsvindt onder een voorwaarde van minimaal risico op genomische verandering. Dit wordt bereikt door de intrede in de volgende fase uit te stellen totdat de risicofactoren (zoals DNA-schade in de G1/S/G2-fase, spindelafwijking voorafgaand aan de anafase, enz.) zijn verwijderd. Een andere belangrijke functie van het celcycluscontrolepunt is het effectief activeren van sommige processen (bijv. apoptose, mitotische catastrofe en senescentie) om de ernstig beschadigde of hoogrisicocellen uit de delende pool te verwijderen.

De mechanismen van verschillende celcycluscontrolepunten zijn goed ingeburgerd. Het G1/S-controlepunt is om te voorkomen dat beschadigde cellen de S-fase binnengaan, aangezien cellen met DNA-schade een hoog risico op DNA-replicatiefouten zouden hebben. Het houdt de cellen op de G1/S-grens totdat DNA-schade en risicofactoren zijn verwijderd, of het veroorzaakt apoptose en senescentie om de ernstig beschadigde cellen uit de cyclische pool te verwijderen. Het G2/M-controlepunt voorkomt dat cellen voortijdig de mitose binnengaan en minimaliseert op deze manier chromosoomsegregatiefouten. Het intra-S-controlepunt helpt het afvuren van replicatieoorsprongen te vertragen of vertraagt ​​DNA-duplicatie tijdens de S-fase om replicatiefouten te minimaliseren. Het mitotische spilcontrolepunt zorgt voor een normale spilfunctie om chromosoomsegregatiefouten te minimaliseren. Het post-mitotische controlepunt kan voorkomen dat dochtercellen van abnormale mitose de volgende interfase binnengaan. Al deze controlepunten zijn essentieel om de genomische instabiliteit tijdens de voortgang van de celcyclus te verminderen.

Het huidige nummer van JMCB

Zoals hierboven uiteengezet, is de relatie tussen genomische instabiliteit en kanker complex. Het omvat bijna elk belangrijk aspect van cel- en moleculaire biologie. In dit speciale nummer verzamelen we negen overzichtsartikelen om enkele aspecten te behandelen die verband houden met DNA-replicatie, DNA-schaderespons en -herstel, en om hun implicaties bij kankertherapie te illustreren. De specifieke onderwerpen zijn: herstart van vastgelopen replicatievorken, replicatielicenties, rijping van Okazaki-fragmenten, RecQ- en Blm-helicases bij het oplossen van vastgelopen replicatievorken, RAD9-controlepunteiwit bij tumorigenese, microRNA-regulatie van p53, epigenetische regulatie van DNA-schadeherstel, DNA-reparatiepolymorfisme en kankerrisico, en synthetische letaliteit en levensvatbaarheid in de context van tumorigenese en therapie. Hoewel de regulering van mitose en celcycluscontrolepunten integrale onderdelen zijn van het genoomstabiliteitsonderhoudssysteem, zijn beoordelingen in deze aspecten niet opgenomen vanwege ruimtebeperking.


Hoofdstukoverzicht

In dit hoofdstuk heb je geleerd over de structuren en functies van de organen van het integumentaire systeem. Concreet heb je geleerd dat:

  • Het integumentaire systeem bestaat uit de huid, het haar en de nagels. Functies van het integumentaire systeem zijn onder meer het bieden van een beschermende bedekking voor het lichaam, het waarnemen van de omgeving en het helpen van het lichaam om de homeostase te handhaven.
  • De belangrijkste functies van de huid zijn het voorkomen van waterverlies uit het lichaam, het dienen als een barrière voor het binnendringen van micro-organismen, het synthetiseren van vitamine D, het blokkeren van UV-licht en het helpen reguleren van de lichaamstemperatuur.
  • De huid bestaat uit twee verschillende lagen: een dunnere buitenste laag die de epidermis wordt genoemd en een dikkere binnenlaag die de dermis wordt genoemd.
    • De epidermis bestaat voornamelijk uit epitheelcellen, keratinocyten genaamd, die keratine produceren. Aan de onderkant van de epidermis vormen zich nieuwe keratinocyten. Ze raken gevuld met keratine en sterven af ​​als ze omhoog bewegen naar het oppervlak van de huid, waar ze een beschermende, waterdichte laag vormen.
    • De dermis bestaat voornamelijk uit taai bindweefsel dat zorgt voor kracht en rek en bijna alle huidstructuren, inclusief bloedvaten, sensorische receptoren, haarzakjes en olie- en zweetklieren.
    • De binnenste laag van de epidermis is de stratum basale, die stamcellen bevat die zich delen om nieuwe keratinocyten te vormen. De volgende laag is het stratum spinosum, de dikste laag en bevat Langerhans-cellen en stekelige keratinocyten. Dit wordt gevolgd door het stratum granulosum, waarin keratinocyten zich vullen met keratine en beginnen af ​​​​te sterven. Het stratum lucidum is de volgende, maar alleen op de handpalmen en voetzolen. Het bestaat uit doorschijnende dode keratinocyten. De buitenste laag is het stratum corneum, dat bestaat uit platte, dode, dicht opeengepakte keratinocyten die een stevige, waterdichte barrière vormen voor de rest van de opperhuid.
    • Melanine is het belangrijkste pigment dat de kleur van de menselijke huid bepaalt. De pigmenten van caroteen en hemoglobine dragen echter ook bij aan de huidskleur, vooral in de huid met een laag melaninegehalte.
    • Het oppervlak van een gezonde huid wordt normaal gesproken bedekt door enorme aantallen bacteriën die ongeveer 1.000 soorten van 19 phyla vertegenwoordigen. Verschillende delen van het lichaam bieden verschillende leefgebieden voor huidmicro-organismen. Meestal houden micro-organismen op de huid elkaar onder controle, tenzij hun evenwicht wordt verstoord.
    • Haargroei begint in een follikel wanneer stamcellen in de follikel zich delen om nieuwe keratinocyten te produceren.
    • Een haarschacht heeft drie zones: de buitenste zone, de cuticula, de middelste zone, de cortex, en de binnenste zone, de medulla.

    Nu je hebt geleerd over de organen aan de oppervlakte van het lichaam, kun je het volgende hoofdstuk lezen om naar binnen te reizen en meer te weten te komen over het skelet, dat ons intern beschermt en ondersteunt, naast andere functies.


    Programma voor kankercelbiologie

    Het DF/HCC Cancer Cell Biology Program maakt gebruik van moleculaire, biochemische en celgebaseerde benaderingen om de pathogenese van kanker beter te begrijpen en deze kennis toe te passen op kankertherapieën. Het programma faciliteert samenwerkingen die basisontdekkingen naar de kliniek leiden of observaties in de kliniek ontmijnen voor fundamentele ontdekkingen. Het programma bevordert samenwerking tussen leden met klinische en translationele onderzoekers die diepgaande kennis van de klinische kenmerken van specifieke ziekten inbrengen. Leden hebben tal van samenwerkingsbeurzen verkregen, een aanzienlijk aantal samenwerkingsdocumenten gepubliceerd en samengewerkt met de klinische onderzoekers en de farmaceutische industrie om meerdere preklinische onderzoeken te starten.

    De inspanningen om de specifieke doelstellingen van het programma te bereiken, zijn gericht op het functionaliseren van het kankergenoom, met inbegrip van gedetailleerde mechanistische studies die voortbouwen op de schat aan nieuwe genomische informatie om kankersignaleringsmechanismen te onderzoeken, en de ontwikkeling van nieuwe technologieën op systeemniveau die de analyse van deze paden. Momenteel zijn er meer dan 100 leden van het Cancer Cell Biology Program.

    DF/HCC Connecting the Scientific Community Seminar Series

    De DF/HCC Connect:Science-seminarreeks biedt deelname op afstand via Zoom (maak hier een account aan) om onze gemeenschap van docenten, stagiairs en laboratoriumpersoneel samen te brengen tijdens deze moeilijke periode.


    4. Nadelige effecten van vrije radicalen op de menselijke gezondheid

    Zoals eerder vermeld, veroorzaken vrije radicalen en oxidanten bij overmaat een fenomeen dat bekend staat als oxidatieve stress. Dit is een schadelijk proces dat verschillende celstructuren negatief kan beïnvloeden, zoals membranen, lipiden, eiwitten, lipoproteïnen en deoxyribonucleïnezuur (DNA) [16�]. Oxidatieve stress ontstaat wanneer er een disbalans bestaat tussen de vorming van vrije radicalen en het vermogen van cellen om ze te verwijderen. Een overmaat aan hydroxylradicaal en peroxynitriet kan bijvoorbeeld lipideperoxidatie veroorzaken, waardoor celmembranen en lipoproteïnen worden beschadigd. Dit zal op zijn beurt leiden tot de vorming van malondialdehyde (MDA) en geconjugeerde dieenverbindingen, waarvan bekend is dat ze zowel cytotoxisch als mutageen zijn. Omdat het een radicale kettingreactie is, verspreidt lipideperoxidatie zich zeer snel en beïnvloedt het een grote hoeveelheid lipidemoleculen [25]. Eiwitten kunnen net zo goed worden beschadigd door oxidatieve stress, waarbij ze conformationele modificaties ondergaan die een verlies of een verslechtering van hun enzymatische activiteit zouden kunnen bepalen [20, 25].

    Zelfs DNA is gevoelig voor oxidatieve stress-gerelateerde laesies, waarvan de 8-oxo-2′-deoxyguanosine (8-OHdG)-vorming het meest representatief is. Dit is een bijzonder schadelijke DNA-laesie, die verantwoordelijk kan zijn voor zowel mutagenese als opgemerkt door Nishida et al. [26]. Het kan ook een verlies in de epigenetische informatie veroorzaken, waarschijnlijk als gevolg van een verslechtering van de CpG-eilandmethyleringsactiva in genpromotors [27]. Het is de moeite waard om op te merken dat Valavanidis en collega's [28] al 8-OHdG-niveaus in een weefsel hebben voorgesteld als biomarker van oxidatieve stress. Natuurlijk kunnen cellen verschillende mechanismen opzetten, zoals de base excision repair (BER) of antioxidanten, als verdedigingsreactie tegen DNA-laesies [17�].

    Indien niet strikt gecontroleerd, kan oxidatieve stress verantwoordelijk zijn voor de inductie van verschillende ziekten, zowel chronische als degeneratieve, evenals het versnellen van het verouderingsproces van het lichaam en acute pathologieën veroorzaken (d.w.z. trauma en beroerte).

    4.1. Kanker en oxidatieve stress

    Het ontstaan ​​van kanker bij mensen is een complex proces, dat zowel cellulaire als moleculaire veranderingen vereist die worden gemedieerd door endogene en/of exogene triggers. Het is al bekend dat oxidatieve DNA-schade een van die stimuli is die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van kanker [14, 15, 22]. Kanker kan worden aangestuurd en/of bevorderd door chromosomale afwijkingen en oncogenactivering bepaald door oxidatieve stress. Gehydrolyseerde DNA-basen zijn veelvoorkomende bijproducten van DNA-oxidatie en worden beschouwd als een van de meest relevante gebeurtenissen in chemische carcinogenese [14, 22]. De vorming van dergelijke adducten schaadt de normale celgroei door het fysiologische transcriptomische profiel te veranderen en genmutaties te veroorzaken. Oxidatieve stress kan ook een gevarieerde hoeveelheid modificaties van de DNA-structuur veroorzaken, bijvoorbeeld basen- en suikerlaesies, DNA-eiwitverknopingen, strengbreuken en basenvrije plaatsen. Tabaksrook, milieuverontreinigende stoffen en chronische ontstekingen zijn bijvoorbeeld bronnen van oxidatieve DNA-schade die kunnen bijdragen aan het ontstaan ​​van tumoren [14, 17, 29]. Oxidatieve stress als gevolg van levensstijlredenen kan ook een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van kanker, zoals wordt gesuggereerd door de sterke correlatie tussen vetconsumptie in de voeding (een factor die het organisme blootstelt aan een groter risico op peroxidatie van lipiden) en sterftecijfers door verschillende soorten kanker [16] , 21].

    4.2. Hart- en vaatziekten en oxidatieve stress

    Hart- en vaatziekten (HVZ) zijn klinische entiteiten met een multifactoriële etiologie, die over het algemeen gepaard gaan met een zeer groot aantal risicofactoren, waarvan de meest algemeen erkende hypercholesterolemie, hypertensie, rookgewoonten, diabetes, onevenwichtige voeding, stress en zittend leven zijn [11] , 30, 31]. Tijdens de laatste jaren wezen onderzoeksgegevens erop dat oxidatieve stress als een primaire of secundaire oorzaak voor veel hart- en vaatziekten moet worden beschouwd [18]. Oxidatieve stress werkt voornamelijk als een trigger van atherosclerose. Het is algemeen bekend dat atheromateuze plaquevorming het gevolg is van een vroege endotheliale ontsteking, die op zijn beurt leidt tot ROS-generatie door macrofagen die in situ worden gerekruteerd. Circulerend LDL wordt vervolgens geoxideerd door reactieve zuurstofsoorten, wat leidt tot schuimcelvorming en ophoping van lipiden. Het resultaat van deze gebeurtenissen is de vorming van een atherosclerotische plaque. Zowel in vivo als ex vivo studies leverden bewijs voor de rol van oxidatieve stress bij atherosclerose, ischemie, hypertensie, cardiomyopathie, cardiale hypertrofie en congestief hartfalen [11, 16, 30, 31].

    4.3. Neurologische ziekte en oxidatieve stress

    Oxidatieve stress is in verband gebracht met verschillende neurologische ziekten (d.w.z. de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer (AD), amyotrofische laterale sclerose (ALS), multiple sclerose, depressie en geheugenverlies) [32�]. In AD hebben verschillende experimentele en klinische onderzoeken aangetoond dat oxidatieve schade een cruciale rol speelt bij neuronverlies en progressie naar dementie [34]. β-amyloïde, een toxisch peptide dat vaak wordt aangetroffen in de hersenen van AD-patiënten, wordt geproduceerd door vrije radicalen en het is bekend dat het ten minste gedeeltelijk verantwoordelijk is voor neurodegeneratie die wordt waargenomen tijdens het begin en de progressie van AD [35].

    4.4. Luchtwegaandoeningen en oxidatieve stress

    Verschillende onderzoeken wezen uit dat longziekten zoals astma en chronische obstructieve longziekte (COPD), bepaald door systemische en lokale chronische ontsteking, verband houden met oxidatieve stress [36�]. Van oxidatiemiddelen is bekend dat ze ontstekingen versterken via de activering van verschillende kinasen waarbij routes en transcriptiefactoren zoals NF-kappa B en AP-1 betrokken zijn [38, 39].

    4.5. Reumatoïde artritis en oxidatieve stress

    Reumatoïde artritis is een chronische inflammatoire aandoening die de gewrichten en de omliggende weefsels aantast, gekenmerkt door macrofagen en geactiveerde T-celinfiltratie [15, 40, 41]. Vrije radicalen op de plaats van ontsteking spelen een relevante rol bij zowel het ontstaan ​​als de progressie van dit syndroom, zoals blijkt uit de verhoogde isoprostaan- en prostaglandinespiegels in het gewrichtsvocht van de getroffen patiënten [41].

    4.6. Nierziekten en oxidatieve stress

    Oxidatieve stress is betrokken bij een overvloed aan ziekten die het nierapparaat aantasten, zoals glomerulo- en tubulus-interstitiële nefritis, nierfalen, proteïnurie en uremie [16, 42]. De nieren worden negatief beïnvloed door oxidatieve stress, voornamelijk vanwege het feit dat ROS-productie de rekrutering van ontstekingscellen en pro-inflammatoire cytokineproductie induceert, wat leidt tot een aanvankelijk ontstekingsstadium. In deze vroege fase wordt een overheersende rol gespeeld door TNF-alfa en IL-1b, als pro-inflammatoire mediatoren, evenals door NF-κB als transcriptionele factor die nodig is om het ontstekingsproces te ondersteunen. De laatste fase wordt gekenmerkt door een toename van de productie van TGF-bèta, die de extracellulaire matrixsynthese orkestreert. Dus wanneer de oxidatieve stress-stimuli chronisch inwerken op nierweefsels, zullen de resultaten een eerste stadium van ontsteking zijn en later de vorming van overvloedig fibrotisch weefsel dat de orgaanfunctie schaadt en mogelijk tot nierfalen leidt. Van bepaalde medicijnen, zoals cyclosporine, tacrolimus, gentamycine en bleomycine, is bekend dat ze nefrotoxisch zijn, voornamelijk vanwege het feit dat ze de vrije radicalen en oxidatieve stress verhogen via lipideperoxidatie [42�]. Zware (Cd, Hg, Pb en As) en overgangsmetalen (Fe, Cu, Co en Cr), die als krachtige oxidatieve stressinductoren werken, zijn verantwoordelijk voor verschillende vormen van nefropathie, evenals voor sommige soorten kanker [22] , 23].

    4.7. Seksuele rijping en oxidatieve stress

    Verschillende auteurs wezen erop dat oxidatieve stress verantwoordelijk kan zijn voor een vertraagde seksuele rijping en puberteit [46, 47]. Dit lijkt waar te zijn wanneer kinderen in de prepuberale leeftijd worden blootgesteld aan Cd, een bekende verantwoordelijke voor een toename van vrije radicalen en oxidatieve stress, evenals wanneer zwangere vrouwen worden blootgesteld aan hetzelfde metalen element.

    Samenvattend kunnen we bevestigen dat is bevestigd dat oxidatieve stress en vrije radicalen verantwoordelijk zijn voor verschillende pathologische aandoeningen die verschillende weefsels en systemen aantasten, en dus een van de belangrijkste en meest doordringende schade aan de menselijke gezondheid zijn.


    Cursusbeschrijving

    Deze cursus is een van de vele Advanced Undergraduate Seminars die worden aangeboden door de afdeling Biologie van het MIT. Deze seminars zijn op maat gemaakt voor studenten die geïnteresseerd zijn in het gebruik van primaire onderzoeksliteratuur om actueel biologisch onderzoek te bespreken en te leren in een zeer interactieve setting.

    In 1971 verklaarde president Nixon de "Oorlog tegen kanker", maar na drie decennia woedt de oorlog nog steeds. Hoeveel vooruitgang hebben we geboekt in de richting van het winnen van de oorlog en wat doen we om de strijd te verbeteren? Het begrijpen van de moleculaire en cellulaire gebeurtenissen die betrokken zijn bij tumorvorming, progressie en metastase is cruciaal voor de ontwikkeling van innovatieve therapie voor kankerpatiënten. Inzichten in deze processen zijn verkregen door middel van fundamenteel onderzoek met behulp van biochemische, moleculaire en genetische analyse in gist-, C. elegans-, muizen- en celcultuurmodellen. We zullen de laboratoriuminstrumenten en -technieken onderzoeken die worden gebruikt om kankeronderzoek uit te voeren, belangrijke ontdekkingen in de kankerbiologie en de medische implicaties van deze doorbraken. Een focus van de klas zal een kritische analyse van de primaire literatuur zijn om het begrip van de sterke en zwakke punten van verschillende benaderingen van kankeronderzoek te bevorderen. Speciale aandacht zal worden besteed aan de klinische implicaties van kankeronderzoek uitgevoerd in modelorganismen en de vooruitzichten om de strijd tegen deze verwoestende ziekte te beëindigen.


    Herstel van basisexcisie en herstel van nucleotide-excisie

    Base excision repair (BER) involves multiple enzymes to excise and replace a single damaged nucleotide base. The base modifications primarily repaired by BER enzymes are those damaged by endogenous oxidation and hydrolysis. A DNA glycosylase cleaves the bond between the nucleotide base and ribose, leaving the ribose phosphate chain of the DNA intact but resulting in an apurinic or apyrimidinic (AP) site. 8-Oxoguanine DNA glycosylase I (Ogg1) removes 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG), one of the base mutations generated by reactive oxygen species. Polymorphism in the human OGG1 gene is associated with the risk of various cancers such as lung and prostate cancer. Uracil DNA glycosylase, another BER enzyme, excises the uracil that is the product of cytosine deamination, thereby preventing the subsequent C→T point mutation. 15 N-Methylpurine DNA glycosylase (MPG) is able to remove a variety of modified purine bases. 16

    The AP sites in the DNA that result from the action of BER enzymes, as well as those that result from depyrimidination and depurin ation actions, are repaired by the action of AP-endonuclease 1 (APE1). APE1 cleaves the phosphodiester chain 5’ to the AP site. The DNA strand then contains a 3’-hydroxyl group and a 5’-abasic deoxyribose phosphate. DNA polymerase β (Polβ) inserts the correct nucleotide based on the corresponding W-C pairing and removes the deoxyribose phosphate through its associated AP-lyase activity. The presence of X-ray repair cross-complementing group 1 (XRCC1) is necessary to form a heterodimer with DNA ligase III (LIG3). XRCC1 acts as a scaffold protein to present a non-reactive binding site for Polβ, and bring the Polβ and LIG3 enzymes together at the site of repair. 17 Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP-1) interacts with XRCC1 and Polβ and is a necessary component of the BER pathway. 18,19 The final step in the repair is performed by LIG3, which connects the deoxyribose of the replacement nucleotide to the deoxyribosylphosphate backbone. This pathway has been named “short-patch BER”. 20

    An alternative pathway called “long-patch BER” replaces a strand of nucleotides with a minimum length of 2 nucleotides. Repair lengths of 10 to 12 nucleotides have been reported. 21,22 Longpatch BER requires the presence of proliferation cell nuclear antigen (PCNA), which acts as a scaffold protein for the restructuring enzymes. 23 Other DNA polymerases, possibly Polδ and Polε, 24 are used to generate an oligonucleotide flap. The existing nucleotide sequence is removed by flap endonuclease-1 (FEN1). The oligonucleotide is then ligated to the DNA by DNA ligase I (LIG1), sealing the break and completing the repair. 17 The process used to determine the selection of short-patch versus long patch BER pathways is still under investigation (Figuur 4). 25

    Figure 4. Schematic of both short-patch and long-patch BER pathways.

    While BER may replace multiple nucleotides via the long-patch pathway, the initiating event for both short-patch and long-patch BER is damage to a single nucleotide, resulting in minimal impact on the structure of the DNA double helix. Nucleotide excision repair (NER) repairs damage to a nucleotide strand containing at least 2 bases and creating a structural distortion of the DNA. NER acts to repair single strand breaks in addition to serial damage from exogenous sources such as bulky DNA adducts and UV radiation. 26 The same pathway may be used to repair damage from oxidative stress. 27 Over 20 proteins are involved in the NER pathway in mammalian cells, including XPA, XPC-hHR23B, replication protein A (RPA), transcription factor TFIIH, XPB and XPD DNA helicases, ERCC1-XPF and XPG, Polδ, Polε, PCNA, and replication factor C. 28 Overexpression of the excision repair cross-complementing (ERCC1) gene has been associated with cisplatin resistance by non-small-cell lung cancer cells 29 and corresponds to enhanced DNA repair capacity. 30 Global genomic NER (GGR) repairs damage throughout the genome, while a specific NER pathway called Transcription Coupled Repair (TCR) repairs genes during active RNA polymerase transcription. 31


    Inhoud

    • Physical agents such as heat or radiation can damage a cell by literally cooking or coagulating their contents.
    • Impaired nutrient supply, such as lack of oxygen or glucose, or impaired production of adenosine triphosphate (ATP) may deprive the cell of essential materials needed to survive. [3]
    • Metabolic: Hypoxia and Ischemia
    • Chemical Agents
    • Microbial Agents
    • Immunologic Agents: Allergy and autoimmune diseases such as Parkinson's and Alzehimers disease.
    • Genetic factors: Such as Down's syndrome and sickle cell anemia [4]

    The most notable components of the cell that are targets of cell damage are the DNA and the cell membrane.

      : In human cells, both normal metabolic activities and environmental factors such as ultraviolet light and other radiations can cause DNA damage, resulting in as many as one million individual molecular lesions per cell per day. [5]
  • Membrane damage: damage to the cell membrane disturbs the state of cell electrolytes, e.g. calcium, which when constantly increased, induces apoptosis.
  • Mitochondrial damage: May occur due to ATP decrease or change in mitochondrial permeability.
  • Ribosome damage: Damage to ribosomal and cellular proteins such as protein misfolding, Leading to apoptotic enzyme activation.
  • Some cell damage can be reversed once the stress is removed or if compensatory cellular changes occur. Full function may return to cells but in some cases a degree of injury will remain. [ citaat nodig ]

    Reversible Edit

    Cellular swelling Edit

    Cellular swelling (or cloudy swelling) may occur due to cellular hypoxia, which damages the sodium-potassium membrane pump it is reversible when the cause is eliminated. [6] Cellular swelling is the first manifestation of almost all forms of injury to cells. When it affects many cells in an organ, it causes some pallor, increased turgor, and increase in weight of the organ. On microscopic examination, small clear vacuoles may be seen within the cytoplasm these represent distended and pinched-off segments of the endoplasmic reticulum. This pattern of non-lethal injury is sometimes called hydropic change or vacuolar degeneration. [7] Hydropic degeneration is a severe form of cloudy swelling. It occurs with hypokalemia due to vomiting or diarrhea.

    The ultrastructural changes of reversible cell injury include:

    Fatty change Edit

    The cell has been damaged and is unable to adequately metabolize fat. Small vacuoles of fat accumulate and become dispersed within cytoplasm. Mild fatty change may have no effect on cell function however more severe fatty change can impair cellular function. In the liver, the enlargement of hepatocytes due to fatty change may compress adjacent bile canaliculi, leading to cholestasis. Depending on the cause and severity of the lipid accumulation, fatty change is generally reversible. Fatty Change is also known as fatty degeneration, fatty metamorphosis, or fatty steatosis.

    Irreversible Edit

    Necrosis Edit

    Necrosis is characterised by cytoplasmic swelling, irreversible damage to the plasma membrane, and organelle breakdown leading to cell death. [8] The stages of cellular necrosis include pyknosis clumping of chromosomes and shrinking of the nucleus of the cell, karyorrhexis fragmentation of the nucleus and break up of the chromatin into unstructured granules, and karyolysis dissolution of the cell nucleus. [9] Cytosolic components that leak through the damaged plasma membrane into the extracellular space can incur an inflammatory response. [10]

    There are six types of necrosis: [11]

    • Coagulative necrosis
    • Liquefactive necrosis
    • Caseous necrosis
    • Fat necrosis
    • Fibroid necrosis
    • Gangrenous necrosis

    Apoptose Bewerken

    Apoptosis is the programmed cell death of superfluous or potentially harmful cells in the body. It is an energy dependent process mediated by proteolytic enzymes called caspases, which trigger cell death through the cleaving of specific proteins in the cytoplasm and nucleus. [12] The dying cells shrink and condense into apoptotic bodies. The cell surface is altered so as to display properties which lead to rapid phagocytosis by macrophages or neighbouring cells. [12] Unlike necrotic cell death, neighbouring cells are not damaged by apoptosis as cytosolic products are safely isolated by membranes prior to undergoing phagocytosis. [10] In the average adult between 50 and 70 billion cells die each day due to apoptosis. Inhibition of apoptosis can result in a number of cancers, autoimmune diseases, inflammatory diseases, and viral infections. Hyperactive apoptosis can lead to neurodegenerative diseases, hematologic diseases, and tissue damage.

    When a cell is damaged the body will try to repair or replace the cell to continue normal functions. If a cell dies the body will remove it and replace it with another functioning cell, or fill the gap with connective tissue to provide structural support for the remaining cells. The motto of the repair process is to fill a gap caused by the damaged cells to regain structural continuity. Normal cells try to regenerate the damaged cells but this cannot always happen. Asexual reproduction is what repairs cells

    Regeneration Edit

    Regeneration of parenchyma cells, or the functional cells, of an organism. The body can make more cells to replace the damaged cells keeping the organ or tissue intact and fully functional.

    Replacement Edit

    When a cell cannot be regenerated the body will replace it with stromal connective tissue to maintain tissue/organ function. Stromal cells are the cells that support the parenchymal cells in any organ. Fibroblasts, immune cells, pericytes, and inflammatory cells are the most common types of stromal cells. [13]

    ATP (adenosine triphosphate) depletion is a common biological alteration that occurs with cellular injury. This change can happen despite the inciting agent of the cell damage. A reduction in intracellular ATP can have a number of functional and morphologic consequences during cell injury. These effects include:

    • Failure of the ATP dependent pumps ( Na +
      /K +
      pump and Ca 2+
      pump), resulting in a net influx of Na +
      and Ca 2+
      ions and osmotic swelling.
    • ATP-depleted cells begin to undertake anaerobic metabolism to derive energy from glycogen which is known as 'glycogenolysis'.
    • A consequent decrease in the intracellular pH of the cell arises, which mediates harmful enzymatic processes.
    • Early clumping of nuclear chromatin then occurs, known as 'pyknosis', and leads to eventual cell death. [14]

    DNA-schade Bewerken

    DNA damage (or RNA damage in the case of some virus genomes) appears to be a fundamental problem for life. As noted by Haynes, [15] the subunits of DNA are not endowed with any peculiar kind of quantum mechanical stability, and thus DNA is vulnerable to all the "chemical horrors" that might befall any such molecule in a warm aqueous medium. These chemical horrors are DNA damages that include various types of modification of the DNA bases, single- and double-strand breaks, and inter-strand cross-links (see DNA damage (naturally occurring). DNA damages are distinct from mutations although both are errors in the DNA. Whereas DNA damages are abnormal chemical and structural alterations, mutations ordinarily involve the normal four bases in new arrangements. Mutations can be replicated, and thus inherited when the DNA replicates. In contrast, DNA damages are altered structures that cannot, themselves, be replicated.

    Several different repair processes can remove DNA damages (see chart in DNA repair). However, those DNA damages that remain un-repaired can have detrimental consequences. DNA damages may block replication or gene transcription. These blockages can lead to cell death. In multicellular organisms, cell death in response to DNA damage may occur by a programmed process, apoptosis. [16] Alternatively, when a DNA polymerase replicates a template strand containing a damaged site, it may inaccurately bypass the damage and, as a consequence, introduce an incorrect base leading to a mutation. Experimentally, mutation rates increase substantially in cells defective in DNA mismatch repair [17] [18] or in Homologous recombinational repair (HRR). [19]

    In both prokaryotes and eukaryotes, DNA genomes are vulnerable to attack by reactive chemicals naturally produced in the intracellular environment and by agents from external sources. An important internal source of DNA damage in both prokaryotes and eukaryotes is reactive oxygen species (ROS) formed as byproducts of normal aerobic metabolism. For eukaryotes, oxidative reactions are a major source of DNA damage (see DNA damage (naturally occurring) and Sedelnikova et al. [20] ). In humans, about 10,000 oxidative DNA damages occur per cell per day. [21] In the rat, which has a higher metabolic rate than humans, about 100,000 oxidative DNA damages occur per cell per day. In aerobically growing bacteria, ROS appear to be a major source of DNA damage, as indicated by the observation that 89% of spontaneously occurring base substitution mutations are caused by introduction of ROS-induced single-strand damages followed by error-prone replication past these damages. [22] Oxidative DNA damages usually involve only one of the DNA strands at any damaged site, but about 1–2% of damages involve both strands. [23] The double-strand damages include double-strand breaks (DSBs) and inter-strand crosslinks. For humans, the estimated average number of endogenous DNA DSBs per cell occurring at each cell generation is about 50. [24] This level of formation of DSBs likely reflects the natural level of damages caused, in large part, by ROS produced by active metabolism.

    Repair of DNA damages Edit

    Five major pathways are employed in repairing different types of DNA damages. These five pathways are nucleotide excision repair, base excision repair, mismatch repair, non-homologous end joining and homologous recombinational repair (HRR) (see chart in DNA repair) and reference. [16] Only HRR can accurately repair double strand damages, such as DSBs. The HRR pathway requires that a second homologous chromosome be available to allow recovery of the information lost by the first chromosome due to the double-strand damage.

    DNA damage appears to play a key role in mammalian aging, and an adequate level of DNA repair promotes longevity (see DNA damage theory of aging and reference. [25] ). In addition, an increased incidence of DNA damage and/or reduced DNA repair cause an increased risk of cancer (see Cancer, Carcinogenesis and Neoplasm) and reference [25] ). Furthermore, the ability of HRR to accurately and efficiently repair double-strand DNA damages likely played a key role in the evolution of sexual reproduction (see Evolution of sexual reproduction and reference). [ citaat nodig ] In extant eukaryotes, HRR during meiosis provides the major benefit of maintaining fertility. [ citaat nodig ]


    Teaching Cell Biology and Genetics Using Cancer

    This playlist can be used to teach several core topics in cell biology and genetics by connecting students with case studies and multimedia resources about cancer. The topics covered include the cell cycle, cancer, biotechnology, and genetic disease.

    By completing the resources in this playlist, students will be able to:

    • Explain the steps and regulation of the cell cycle.
    • Interpret data to explain the role of tumor suppressors in cell cycle regulation.
    • Predict which gene mutations cause cancer. Compare and contrast oncogenes and tumor suppressor genes in particular.
    • Use evidence to support the following claims:
      • Cancer is typically caused by mutations in several genes.
      • Mutations in the same genes can be involved in the development of different types of cancers (i.e., breast cancer or lung cancer).
      • Mutations in different genes can cause the same type of cancer.

      This playlist can be used in undergraduate biology courses. Implementing this playlist should take about 200 minutes of class time in total, spread out among other discussions and activities.


      Bekijk de video: Obj. 907: Agressieve positionering - World of Tanks (November 2021).