Cáncer y el ciclo celular

Cáncer es un nombre colectivo para muchas enfermedades diferentes causadas por un mecanismo común: la división celular no controlada. A pesar de la redundancia y los niveles superpuestos del control del ciclo celular, se producen errores. Uno de los procesos críticos monitoreados por el mecanismo de vigilancia del punto de control del ciclo celular es la replicación adecuada del ADN durante la fase S. Incluso cuando todos los controles del ciclo celular son completamente funcionales, un pequeño porcentaje de errores de replicación (mutaciones) se transmitirá a las células hijas. Si uno de estos cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN ocurre dentro de un gen, se produce una mutación genética. Todos los cánceres comienzan cuando una mutación genética da lugar a una proteína defectuosa que participa en el proceso de reproducción celular. El cambio en la célula que resulta de la proteína malformada puede ser menor. Sin embargo, incluso los errores menores pueden permitir que errores posteriores ocurran más fácilmente. Una y otra vez, pequeños errores no corregidos se transmiten de la célula madre a las células hijas y se acumulan a medida que cada generación de células produce más proteínas no funcionales del daño del ADN sin corregir. Finalmente, el ritmo del ciclo celular se acelera a medida que disminuye la eficacia de los mecanismos de control y reparación. El crecimiento descontrolado de las células mutadas supera el crecimiento de las células normales en el área y puede producir un tumor.

Protooncogenes

Los genes que codifican los reguladores positivos del ciclo celular se denominan protooncogenes. Los protooncogenes son genes normales que, cuando mutan, se convierten en oncogenes, genes que hacen que una célula se vuelva cancerosa. Considere lo que podría pasar con el ciclo celular en una célula con un oncogén adquirido recientemente. En la mayoría de los casos, la alteración de la secuencia de ADN dará como resultado una proteína menos funcional (o no funcional). El resultado es perjudicial para la célula y probablemente evitará que la célula complete el ciclo celular; sin embargo, el organismo no está dañado porque la mutación no se llevará a cabo. Si una célula no puede reproducirse, la mutación no se propaga y el daño es mínimo. Ocasionalmente, sin embargo, una mutación genética causa un cambio que aumenta la actividad de un regulador positivo. Por ejemplo, una mutación que permite que Cdk, una proteína involucrada en la regulación del ciclo celular, se active antes de que deba activarse podría empujar el ciclo celular más allá de un punto de control antes de que se cumplan todas las condiciones requeridas. Si las células hijas resultantes están demasiado dañadas para llevar a cabo más divisiones celulares, la mutación no se propagaría y el organismo no sufriría daños. Sin embargo, si las células hijas atípicas pueden dividirse más, la generación posterior de células probablemente acumulará aún más mutaciones, algunas posiblemente en genes adicionales que regulan el ciclo celular.

El ejemplo de Cdk es solo uno de los muchos genes que se consideran protooncogenes. Además de las proteínas reguladoras del ciclo celular, cualquier proteína que influya en el ciclo puede alterarse de tal manera que anule los puntos de control del ciclo celular. Una vez que se ha alterado un protooncogen de tal manera que hay un aumento en la tasa del ciclo celular, se le llama oncogen.

Genes supresores de tumores

Al igual que los protooncogenes, muchas de las proteínas reguladoras negativas del ciclo celular se descubrieron en células que se habían vuelto cancerosas. Los genes supresores de tumores son genes que codifican las proteínas reguladoras negativas, el tipo de regulador que, cuando se activa, puede evitar que la célula experimente una división incontrolada. La función colectiva de las proteínas genéticas supresoras de tumores mejor entendidas, la proteína de retinoblastoma (RB1), p53 y p21, es poner un obstáculo para el progreso del ciclo celular hasta que se completen ciertos eventos. Una célula que lleva una forma mutada de un regulador negativo podría no ser capaz de detener el ciclo celular si hay un problema.

Los genes p53 mutados se han identificado en más de la mitad de todas las células tumorales humanas. Este descubrimiento no es sorprendente a la luz de los múltiples roles que juega la proteína p53 en el punto de control G1. La proteína p53 activa otros genes cuyos productos detienen el ciclo celular (permitiendo tiempo para la reparación del ADN), activa genes cuyos productos participan en la reparación del ADN o activa genes que inician la muerte celular cuando el daño del ADN no puede repararse. Un gen p53 dañado puede hacer que la célula se comporte como si no hubiera mutaciones. Esto permite que las células se dividan, propagando la mutación en las células hijas y permitiendo la acumulación de nuevas mutaciones. Además, la versión dañada de p53 que se encuentra en las células cancerosas no puede desencadenar la muerte celular.

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