Ген p53: значение для организма
Ген p53 относится к группе генов "общего контроля" ОК. К ним относят и те гены-супрессоры, продукты которых не входят в системы репарации ДНК непосредственно, а принимают участие в организации "контрольного пункта" проверки ДНК перед переходом клетки к следующей стадии клеточного цикла, обеспечивающего две основных контролирующих функции:
- проверку того, что предыдущая стадия завершена полностью, и
- в случае необходимости создания возможности для прохождения репарации ДНК перед началом репликации. В частности, это означает, что разрывы в цепи ДНК приводят к задержке клеточного цикла в фазе G1, препятствуя переходу клетки в фазу S. Ключевую роль в этом процессе играет один известный ген-супрессор - p53, мутации или делеции которого наблюдали примерно в 50% всех злокачественных заболеваний.
Белок р53 известен как опухолевый супрессор . Повреждения гена р53 играют центральную роль в канцерогенезе человека и животных. Мыши с "нокаутом" гена р53 редко доживают до шестимесячного возраста, поскольку они чувствительны к развитию злокачественных опухолей [ Donehower ea 1992 , Lavigueur ea 1989 ]. Точковые мутации и делеции гена р53 наблюдаются в 50-60% случаев всех злокачественных заболеваний человека [ Hollstein ea 1991 , Levine ea 1991 ]. Развитие опухолей человека и экспериментальных животных во многих случаях происходит и без нарушения структуры гена р53. Инактивация р53 в этих случаях происходит в результате нарушения генов, вовлеченных в регуляцию активности р53 [ Mosner ea 1995 , Reisman ea 1993 , Reisman ea 1998 , Reisman ea 1993a , Sun ea 1995 ].
Ген р53 является центральным компонентом системы, обеспечивающего удаление из организма патологических клеток . Многочисленные сигнальные пути отслеживают состояние клетки и в случае возникновения повреждений или сбоев, угрожающих приобретением наследственных изменений, вызывают активацию белка р53 , который либо координирует процесс репарации , либо индуцирует самоубийство клетки .
Ген р53 играет роль верховного судьи, который решает судьбу клеток и гарантирует их социальное поведение. Утрата гена р53 приводит к бесконтрольному накоплению генетических повреждений, приводящих к потере контроля со стороны организма, злокачественному росту клеток и смерти.
Белок p53 массой 53Кда является фосфопротеином и состоит из 393 аминокислот. Белок р53, функционирующий в виде тетрамера, связывается с убиквитином (Ub) при участии фактора MDM2 (murine double minute 2) и подвергается деградации. Белок р19/ARF , экспрессия которого увеличивается действием онкостимулов типа E1a, V-abl, myc, нарушает это связывание и предотвращает деградацию р53. Также ингибитором этого связывания является продукт гена AТМ , повреждения которого вызывают атаксию-телангиоэктазию . Белок p53 способен функционировать также как активатор транскрипции.
Ген-супрессор, кодирующий белок р53 экспрессируется практически во всех типах опухолей. Впервые он был обнаружен в комплексе с Т-антигеном вируса SV40 в клетках, трансформированных этим вирусом [ Lane DP., Crawford L.V., 1979 , Levine A.J., 1990 ], и первоначально был отнесен к семейству онкогенов. Он также был картирован (в 17р13), клонирован и секвенирован [ Alhor ea 1994 , Lamb P., Crawford L., 1986 ]. В генах, выделенных из различных опухолей, обнаружены все типы мутаций, но превалируют точковые мутации, локализованные в экзонах 5-8 [ Hollstein ea 1991 , Kupryjanczyk J., ea, 1993 ]. Как и при анализе гена Rb, бесспорным доказательством его супрессорной активности послужили результаты опытов по трансфекции нормального аллеля гена р53 в злокачественные клетки, которые теряли признаки трансформированного фенотипа под его влиянием. По некоторым особенностям поведения р53 отличается от других генов-супрессоров. Поэтому Вейнбергом он был назван "нарушителем правил" [ Weinberg ea 1984 ]. Оказалось, что для подавления супрессорной активности необязательна гомозиготность по мутантным аллелям р53, которая характерна для рецессивных мутаций. В некоторых случаях р53 может терять супрессорную активность в гетерозиготном состоянии. Это объясняется способностью р53 при трансляции образовывать комплексы, в которые могут входить как мутантные, так и нормальные белки, при этом приобретаюие "мутантную" конформацию [ Finlay ea 1988 , Halozonitis ea 1993 , Weinberg ea 1984 ].
Ген p53 [ Haffner R. and Oren M., 1995 ] является модулятором транскрипции и специфически взаимодействует с ДНК, трансактивируя при этом такие важные гены, как p21WAF1 , который является ингибитором циклинзависимых киназ [ El-Deiry W. et al, 1993 ], и bax , участвующий в апоптозе клеток [ Migashit Т. and Reed J., 1995 ]. Этот ген активируется при обработке клеток ДНК- повреждающими агентами и в условиях гипоксии [ Kastan M. et al, 1992 , Fritsche M. et al, 1993 ].
Мутантные варианты гена p53 , регулярно выявляемый во многих опухолях, не способен к осуществлению функций, описанных выше, и, кроме того, в некоторых опухолях его локализация ограничена цитоплазмой [ Moll U. et al, 1995 ].
