150 likes | 526 Views
Mitokondri ve Kanser. OXIDATIVE STRESS: EXCESS OF FREE RADICALS. Reactive Oxygen Species (ROS) 1 O 2 • OH O 2 H 2 O 2. Reactive Nitrogen Species (RNS) NO ONOO N 2 O 3. • –. –. Lipid Peroxidation. Protein Damage (DNA Repair Enzymes, Caspases).
E N D
OXIDATIVE STRESS: EXCESS OF FREE RADICALS Reactive Oxygen Species (ROS) 1O2 •OH O2 H2O2 Reactive Nitrogen Species (RNS) NO ONOO N2O3 • – – Lipid Peroxidation Protein Damage (DNA Repair Enzymes, Caspases) NFB AP-1 DNA Damage and Mutation Arachidonic Acid Cascade Survival Nitrosamines/Deamination 8-oxo-dG 8-nitroguanine Etheno Adducts M1G Adduct S-nitrosothiol SSB’s DSB’s Eicosanoids MDA (malondialdehyde) 4HNE (4-hydroxynonenal) Cell Proliferation Cancer
Oxidative Stress Infections & Chronic Inflammation Occupational Factors Environmental Factors Diet Cancer
EXPRESSION OF ANTIOXIDANT AND PROOXIDANT ENZYMES CHANGES IN CANCER • Manganese Superoxide Dismutase • in most cancers • Candidate Tumor Suppressor Gene • Cu/Zn Superoxide Dismutase • Catalase • Glutathione Peroxidase-1 • Cyclooxygenase-2 • Nitric Oxide Synthase-2 • A prooxidant state is common in human cancer • Most cancers poorly metabolize hydrogen peroxide H2O2 concentration is commonly increased in human tumor cells Antioxidant Prooxidant Oberley & Oberley, Histol Histopathol 1997; Szatrowski and Nathan, Cancer Res 1991
mtDNA / nDNA farkı • Her hücrede 100-1000 kopya • Pol ile nDNA’dan bağımsız replikasyon • Maternal kalıtım • Koruyucu histon proteinlerden yoksun • Ekonomik organizasyon, intron yok • DNA tamir mekanizmaları yeterli değil • ROS’ne daha yoğun maruz kalma Sonuç: Yüksek mutasyon oranı (4-200 kat)
mtDNA mutasyonları • Büyük delesyonlar; 4977 bç. • Nokta mutasyonları • Protein kodlayan genlerde • rRNA ve tRNA genlerinde • D-loop’da
Hücrelerde bulunan çoğu mtDNA mutasyonlar; • Kalıtsal, • Yaşam süresince somatik hücrelerde toplanır. • Hem kalıtsal hem de somatik mtDNA mutasyonları ağır hastalıklara neden olmaktadır . • tRNA ve yapısal genlerinde oluşan çoğu mutasyon mitokondrial hastalıkların oluşumuna neden olmaktadır.
Kanser hücrelerinde görülenmutasyonlar, D-loop’ta (replikasyon ve transkripsiyonun kontrolünden sorumlu) • kopya sayısında azalma • mt metabolizması ve OXPHOS regülasyonunu sağlayan mt genomunun gen ekspresyonunda değişimler
Kanser hücrelerinde artan oksidatif stres; mtDNA ve nükleer DNA’da mutasyon oluşumuna neden olarak • proto-onkogenleri, transkripsiyon faktörlerini aktive eder, • genomda kararsızlığa, • kemoterapide dirence, • metastaza neden olabilir.
“solunumda defekt” : kanser hücrelerinin en göze çarpan özelliği Kanser hücrelerinde • yüksek hızda glikoliz • glikoz alımı ve metabolizmasında artış • laktik asit üretiminde artış, piruvat oksidasyonunda azalma • yağ asidi oksidasyonunda azalma ile beraber gliserol ve yağ asidi yapımında artma
mtDNA’da oksidatif fosforilasyonu engelleyen mutasyonlar ROS üretimini arttırır ve tümör oluşumuna neden olur. • ROS, mtDNA’da ve ayrıca proteinlerde, hücre membranında ve nDNA’da mutasyon ve oksidatif hasar oluşumuna neden olur. • Çeşitli tümörlerde ROS üretiminin arttığı ve mtDNA’ daki değişimlerin kanser patogenezinde önemli rol oynadığı tanımlanmıştır.
Kanser hücrelerinde; • mutant mtDNA mutant nDNA dan 220 kere fazla bir belirteç olduğu rapor edilmiştir