ДНК и онкология

Что такое ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)?
Это большая инструкция, описывающая превращение 2 маленьких клеточек в сложноорганизованную систему из примерно 30 триллионов (3×1013) клеток (что примерно в 100 раз больше чем количество всех деревьев на нашей планете) из которых состоит человек.

Каждая клеточка в свою очередь это сложнейшая, самоподдерживающая фабрика по производству тысяч различных веществ, а также «цех» по сборке себе подобных.За расшифровку ДНК в 1962 г ученым Френсису Крику, Джейсмсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия.

ДНК содержит информацию обо всем, что касается нашего организма – его построения и поддержания и переносится от клетки к клетке, определяя целесообразность ее существования, какой она будет и, в принципе, ее жизнь и смерть.

Совокупность всей генетической информации содержащейся в ДНК называется геном, а отдельный ее участок, кодирующий определенный полипептид называется ген.Гены определяют признаки, например белки, которые необходимо производить. Каждая наша клетка (имеется ввиду клетка «человека разумного») содержит одинаковую ДНК, «упакованную» в набор и 22 пары хромосом – аутосом (одинаковых для каждого пола) и еще 2 пары «половых» хромосом (всего 46 хромосом).

ДНК одной клетки довольно длинная – если ее растянуть она будет составлять порядка 2 метров в длину. Хромосома, если сильно упрощать, это вид «укладки» молекулы ДНК.

ДНК состоит из 2 полинуклеотидных цепей, состоящих из последовательности нуклеотидов, каждый из которых состоит из одного из 4 азотистых оснований (аденин, тимин, гуанин, цитозин) и химической матрицы – остова молекулы. Все наши смартфоны, ноутбуки и прочие гаджеты кодируют информацию в двоичной системе (0-нет сигнала, 1 – есть сигнал).А ДНК содержит информацию, кодированную в 4-х значной системе, что кратно увеличивает емкость хранящейся информации.

Нуклеотиды строго комплиментарны (подходят) друг другу (аденин к тимину, гуанин к цитозину), что позволяет достраивать нуклеотиды в каждой отдельной разделенной цепочке или ее фрагменте.

Иными словами информация в одной цепочке повторяет информацию в другой, а сама цепочка может расходиться и сходиться как молния на куртке. Это основа для дублирования, копирования фрагментов и считывания информации, которая зашифрована в последовательности нуклеотидов.

Цепочка в буквальном смысле содержит информацию о том, какой белок в какой момент производить, а в какой момент прекращать, когда клетке делиться, а когда умирать.

Более того, ДНК содержит информацию вообще обо всех возможных «признаках» и существуют механизмы выключения одних генов и активации других, что определяет фенотип клетки – ее дифференцировку и принадлежность. Ведь мы произошли от одной клетки, а внутри организма они все разные — что-то часть кости, а что-то фрагмент стенки сосуда.Далее каждая клетка делится и передает 2 одинаковые копии генетического материала 2 дочерним клеткам.Обобщая все вышеизложенное — это архисложный механизм.

Помимо деления и воспроизводства молекула ДНК может ломаться под воздействием разных факторов и за процесс ее «ремонта», контроля соответствия между исходным и «отремонтированным» фрагментом отвечают разные и сложные процессы, которые дублируют друг друга как запасные узлы в агрегате.

В тех случаях, когда «ремонт» не удается, клетка подлежит уничтожению. За это отвечает иммунная система, которая находит такие клетки за счет выявления неправильных антигенов – «замочков», содержащихся на поверхностях клеток и уничтожает их.

Любые незапланированные изменения в структуре ДНК называются мутации. Они могут происходить как спонтанно во время деления, так и под воздействием внешних факторов – мутагенов.

Мутации в ДНК возникают постоянно и тем чаще, чем больше циклов воспроизводства и больше воздействий мутагенов. Нетрудно представить, что в течение жизни организма количество мутаций накапливается, что приводит к отключению некоторых важных генов, например генов супрессоров, подавляющих рост клеток.

В конечном счете количество мутаций переходит в качество и наши собственные клетки теряют дифференцировку, утрачивают способность останавливать клеточное деления и формируют скопления в виде новообразований – опухолей.

Почему такие клетки не уничтожаются собственной иммунной системой. Одной из причин является то, что в норме в организме все сбалансировано и есть механизмы выключения иммунной реакции, чтобы контролировать иммунную систему.

Злокачественные клетки находят способы использовать эти механизмы на том или ином уровне.Таким образом мы знаем, что рак – это генетическое заболевание, связанное с мутациями в нашем генетическом аппарате – молекуле ДНК. Как это устроено попытался коротко (упрощал как мог) объяснить для вас.