Podcast o Proteín p53: Regulácia buniek a rakovina

Kapitoly

Strážca genómu

Červený alarm: Poškodenie DNA

Plán A: Zastaviť a opraviť

Plán B: Kontrolovaná samovražda

Keď strážca zlyhá

Přepis

Šimon: Každý deň v našom tele vznikajú bunky s poškodenou DNA, ktoré majú potenciál stať sa rakovinovými. A predsa sa to vo väčšine prípadov nestane. Zaujímalo ťa niekedy, prečo?

Tereza: Pretože naše bunky majú neuveriteľne sofistikovaného strážcu. A o ňom si dnes povieme viac. Vitajte pri Studyfi Podcast!

Šimon: Dobre, takže máme v bunkách nejakého vyhadzovača, ktorý kontroluje DNA?

Tereza: Presne tak! Volá sa p53 a je to tumorsupresorový proteín. Jeho prezývka je „strážca genómu“, a úlohou je zabezpečiť, aby sa bunka s poškodenou DNA ďalej nedelila.

Šimon: A ako to robí? Je aktívny neustále?

Tereza: Práveže nie. V zdravej bunke sa síce p53 stále tvorí, ale je okamžite označený na likvidáciu. Robí to iný proteín, ligáza MDM2, ktorá naň prilepí značku – ubikvitín. Takto označený p53 putuje rovno do bunkovej „skartovačky“, čiže proteazómu.

Šimon: Takže v kľude si ten strážca takpovediac drieme a je neustále odstraňovaný.

Tereza: Presne. Jeho biologický polčas je len asi 20 minút. Je to efektívny systém, ktorý zabraňuje, aby zbytočne zastavoval delenie zdravých buniek.

Šimon: Čo sa stane, keď dôjde k poškodeniu DNA, napríklad UV žiarením?

Tereza: To je signál na poplach. Aktivujú sa špeciálne kinázy, ATM a ATR, ktoré fosforylujú p53 aj jeho „strážcu“ MDM2. Tým sa preruší ich väzba.

Šimon: Aha, takže MDM2 už nemôže p53 označiť na likvidáciu. Čo sa stane potom?

Tereza: Presne. Hladina p53 v bunke rýchlo stúpne. Voľný p53 sa naviaže na DNA a funguje ako transkripčný faktor – zapína expresiu určitých génov. Najdôležitejšie sú dva: p21 a bax.

Šimon: Dobre, poďme na plán A. Čo robí proteín p21?

Tereza: p21 je ako červená na semafore pre bunkový cyklus. Je to inhibítor cyklín-dependentných kináz, čiže enzýmov, ktoré posúvajú bunku cez jednotlivé fázy delenia.

Šimon: Takže jednoducho šliapne na brzdu. Kde presne?

Tereza: Môže zasiahnuť na dvoch kľúčových miestach. Buď zastaví cyklus v G₁ fáze, ešte predtým, ako sa DNA začne replikovať. Alebo, ak sa chyba stane počas replikácie, dokáže zastaviť prechod do mitózy. Bunka tak získa čas na opravu.

Šimon: A čo ak oprava DNA zlyhá? Čo je plán B?

Tereza: Ak je poškodenie príliš veľké, p53 aktivuje plán B – bunkovú samovraždu, čiže apoptózu. A na to slúži druhý proteín, bax.

Šimon: Drsný, ale efektívny prístup. Ako to funguje?

Tereza: Je to nevyhnutné. p53 zvýši tvorbu proapoptotického proteínu bax a zároveň zníži tvorbu antiapoptotického bcl-2. Táto nerovnováha spôsobí, že v membráne mitochondrií vzniknú póry. Z nich unikne cytochróm c, čo spustí kaskádu udalostí vedúcu k smrti bunky.

Šimon: Čo sa teda stane, keď tento dokonalý strážca zlyhá? Keď zmutuje samotný gén pre p53?

Tereza: To je základ mnohých druhov rakoviny. Ak p53 nefunguje, bunka s poškodenou DNA sa nezastaví ani nespácha samovraždu. Delí sa ďalej a prenáša chyby na dcérske bunky. To je cesta k vzniku nádoru.

Šimon: Takže preto je mutácia v p53 taká nebezpečná a častá v nádoroch.

Tereza: Presne tak. Týmto bunkám to umožňuje vyhnúť sa smrti a často sú aj rezistentné na liečbu, keďže mnohé cytostatiká fungujú práve na princípe poškodenia DNA. Keď chýba p53, bunka na toto poškodenie nereaguje.

Šimon: Fascinujúce a desivé zároveň. Takže si zopakujme – p53 je strážca genómu, ktorý pri poškodení DNA buď zastaví delenie cez p21, alebo spustí apoptózu cez bax.

Tereza: Perfektné zhrnutie. Dúfame, že vám to pomohlo, a tešíme sa na vás pri ďalšej epizóde.

Šimon: Majte sa!