DNA

In dit thema leer je hoe DNA is opgebouwd en hoe de informatie in het DNA tot uiting komt in het fenotype van het organisme.

 

Kanker.

Kanker wordt veroorzaakt door mutaties in het erfelijk materiaal van een cel. Door deze mutaies in het erfelijk materiaal verkrijgen de cellen met gemuteerd DNA eigenschappen die ze voorheen niet hadden. Deze nieuw verkregen eigenschappen worden in deze les besproken. Kanker is een ziekte waarbij cellen zich asociaal gaan gedragen. Ze houden geen rekening meer met de weefsels, organen en lichamen waar ze onderdeel van zijn. Het altruistische gedrag is bij een kankercel helemaal verdwenen. Kankercellen zijn asociale cellen.

 

Al zo´n dertig jaar weten we dat kanker veroorzaakt wordt door veranderingen in het DNA, het genetische materiaal in een cel. Deze veranderingen - mutaties - zorgen ervoor dat een gezonde lichaamscel, die eerst netjes z'n werk deed als bijvoorbeeld spier- of huidcel, opeens heel andere eigenschappen krijgt. Hierdoor wordt het een ongehoorzame supercel die maar blijft delen, niet meer samenwerkt met andere cellen en andere delen van het lichaam binnendringt om daar een tumor - een opeenhoping van kankercellen - te vormen. Door nieuw onderzoek wordt steeds duidelijker om welke veranderingen in het DNA het gaat en hoe die ervoor zorgen dat een gezonde cel ontspoort. Als gezonde lichaamscellen vijf à zes specifieke fouten in het DNA oplopen, veranderen ze in een kankercel. Deze mutaties geven stuk voor stuk speciale supereigenschappen aan de kankercel die allemaal nodig zijn voordat er een kwaadaardige tumor kan ontstaan. De verworven supereigenschappen van deze asociale cellen worden hieronder besproken

Gas geven en remmen

De eerste twee supereigenschappen hebben te maken met het regelen van de celdeling. Normale, gezonde cellen in ons lichaam wachten op een signaal van buitenaf voordat ze gaan delen. Zo'n signaal is een molecuul, een zogenoemde groeifactor, die de buurcellen afgeven en opgevangen wordt door een soort antenne aan de buitenkant van de cel. De antenne geeft het signaal door naar binnen, waarna het delingsproces start. De regelgenen zijn de genen die betrokken zijn bij de groei en deling van de cel. Wanneer de regelgenen zijn ontregeld kunnen deze ontregelde genen van gewone cellen kankercellen maken. 

groeifactor 

Kankercellen apen die groeistimulerende signalen na. Ze maken antennes die ook zonder een groeifactor doen alsof ze een signaal hebben gekregen. Hierdoor blijven de kankercellen delen zonder dat daar opdracht voor gegeven is. Je zou kunnen zeggen dat hun moleculaire gaspedaal continue is ingedrukt.

autostimulatie 

Bovendien luisteren kankercellen niet meer naar signalen die ze vertellen te stoppen met delen. Als een tumor groeit, worden de andere cellen eromheen in elkaar gedrukt. Deze cellen sturen als waarschuwing chemische signalen die in een normale cel de celdeling stoppen. Kankercellen zijn ongevoelig voor die stopsignalen en gaan gewoon door met delen. Kortom, hun moleculaire rempedaal werkt niet meer. Het gevolg is dat de tumor blijft groeien ten koste van het eromheen liggende weefsel.

Contactinhibitie

1. De Regelgenen zijn ontregeld.

Regelgenen zijn die genen van de cel die betrokken zijn bij de groei en deling van de cel. Een cel heeft ongeveer 100 regelgenen. Wanneer deze regelgenen door een mutatie ontregeld worden kunnen ze van een gewone cel een tumorcel, of kankercel maken. We onderscheiden twee groepen regelgenen in de cel:

  1. Proto-oncogenen. Niet gemuteerde proto-oncogenen zijn betrokken bij de celspecialisatie en celdifferentiatie. Als proto-oncogenen muteren, en hun werking verliezen gaan ze groeibevorderend werken. Ontspoorde proto-oncogenen noemen we oncogenen.
  2. Tumorsuppressorgenen. Tumorsupressorgenen hebben een remmende werking bij de celdeling. Het zijn genen waarvan de producten (eiwitten) de replicatie, transcriptie en translatie blokkeren. Bij (nonsense)mutaties in deze tumorsupressorgenen ontstaan onwerkzame eiwitten die hun blokkerende werking op replicatie, transcriptie en translatie niet meer kunnen uitvoeren. De rem kan van de celdeling af zijn.

oncogenen

2. Zelfmoord

Normaal zorgen fouten in het DNA ervoor dat de cel zelfmoord pleegt aan het einde van de G2 fase, om te voorkomen dat deze fouten doorgegeven worden naar de dochtercellen. Cellen hebben hiervoor een zelfmoordprogramma, dat apoptose genoemd wordt. De derde supereigenschap van kankercellen is dat ze dit zelfmoordprogramma uitschakelen. Ze blijven leven en delen, met de fouten in hun DNA, met alle akelige gevolgen van dien.

celapoptose


3. Aanvoer bloedvaten

Doordat kankercellen blijven delen, ontstaat een gezwel dat steeds maar groter wordt. Maar als de tumor te groot wordt komt het in de problemen. Tumorcellen - net als normale lichaamscellen - hebben namelijk voedingsstoffen en zuurstof nodig om te overleven. Bloedvaten voeren deze stoffen aan, maar die zijn niet meteen aanwezig in een tumor. Om verder te kunnen groeien ontwikkelen kankercellen een vierde supereigenschap, namelijk het vermogen nieuwe vertakkingen van omliggende bloedvaten te laten groeien. Dat doen ze door speciale moleculaire signalen aan te maken die de groei van nieuwe bloedvaten stimuleren.

aanvoervanbloedvaten

4. Eeuwig leven

De vijfde supereigenschap van kankercellen heeft te maken met onsterfelijkheid. Normale lichaamscellen kunnen maximaal vijftig tot zeventig keer delen, en daarna stoppen ze ermee. In elke cel is een moleculaire teller aanwezig die precies bijhoudt hoeveel celdelingen er zijn geweest. Bij iedere deling wordt het DNA gekopieerd, maar daarbij gaat steeds een stukje van de uiteinden verloren. Net als een veter zonder plastic beschermkapje die door slijtage langzaam uitrafelt. Die slijtage gaat door totdat er zoveel materiaal beschadigd dat de cel niet meer kan delen en sterft. Kankercellen hebben een manier gevonden om het rafelen tegen te gaan. Dat doen ze door de uiteinden van de DNA strengen na iedere celdeling steeds weer te repareren. De teller tikt niet verder en daarmee zijn ze onsterfelijk geworden.

telomeren

5. Invasie

Kankercellen die de vijf supereigenschappen ontwikkelen zijn in staat een steeds maar groeiende tumor te vormen die in het lichaam grote problemen kan veroorzaken. Bijvoorbeeld door belangrijke organen als de longen of hersenen in de verdrukking te brengen. Gelukkig kunnen veel tumoren operatief verwijderd worden. Op zich hoeft een tumor dus niet dodelijk te zijn. Maar tumorcellen gaan vaak aan de wandel, verspreiden zich door het lichaam en vormen daar nieuwe tumoren. Deze nieuwe tumoren noemen we uitzaaiingen of metastases. Het is deze supereigenschap die kankercellen de kracht geeft zich te verspreiden door het lichaam en andere weefsels binnen te dringen. Uitzaaiingen maken kanker zo gevaarlijk. Dood door kanker is in negen van de tien gevallen het gevolg van uitzaaiingen.

 Transportdoorbloed