Gli oncogeni Oncogenes

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1 Virus tumorali a RNA Gli oncogeni Oncogenes Virus tumorali a RNA Virus Oncogeni a RNA Genoma Virale a RNA Genoma Virale a DNA (integrato) Trascrittasi Inversa (Virus-codificata) RNA polimerasi DNA-dipendente (RNA pol II dell Ospite) Genoma Virale a RNA RNA messaggero Splicing (enzimi di splicing dell ospite) proteine virali Virus Importante: sfrutta l RNA polimerasi dell OSPITE per produrre il proprio genoma 1

2 Virus Oncogeni a RNA Genoma a RNA - Retrovirus DNA Polimerasi RNA-dipendente codificata dal virus TRASCRITTASI INVERSA genoma a RNA Trascrittasi Inversa virus genoma a DNA Integrasi virus Integra RNA polimerasi II dell ospite host genoma a RNA Virus Oncogeni a RNA L RNA è: RNA Con 5 capping e 3 poliadenilazione senso Positivo (stesso dell mrna) L RNA virale non può essere letto come mrna E necessario produrre un mrna nuovo Il virus deve produrre un intermedio a DNA di senso negativo prima che possano essere prodotte proteine Pertanto il virus deve portare nella cellula la TRASCRITTASI INVERSA Virus Oncogeni a RNA 2

3 Il ciclo virale di un retrovirus Cit. Nuc. Un tipico genoma retrovirale Alcuni retrovirus hanno un gene extra retrovirus tipico R U5 GAG POL ENV U3 R Rous Sarcoma Virus R U5 GAG POL ENV SRC U3 R 3

4 Alcuni retrovirus possiedono un gene eterologo al posto di geni regolari Virus della Mieloblastosi Aviaria R R U5 GAG POL MYB U3 Virus del Sarcoma Felino (FSV) U5 dgag FMS denv U3 R R Virus del Mielocitoma Aviario (MC29) R U5 dgag MYC denv Rous U3 R 1910 Peyton Rous Nobel in medicina 1966 Un tumore infettivo Fibiger Johannes Grib Fibiger Nobel 1926 : dimostrò che nematodi causavano Un carcinoma nei topi In realtà dimostrò che stimoli esterni ( mancanza di Vitamina A) possono indurre tumori 4

5 RSV-infected CEF Transformation can be studied in petri dish at the level of a single cell Rous sarcome virus infected chicken embryo fibroblasts survive indefinitely, show a round morphology and cluster in foci La continua presenza del virus è necessaria per iniziare e mantenere lo stato trasformato 1970 Berkeley Breve Storia di un ONCOGENE: SRC Nobel 66 Rous 1910 Rous Ellermann Bang estratti di cellule tumorali causano tumori in animali sani 1911 Peyton, Rous Il sarcoma può essere trasmesso da un animale all altro tramite un Virus filtrabile 1970 Baltimore, Temin, Mizutani: trascrittasi inversa 1970 Varmus, Bishop, Stehelin: Delezioni del virus del sarcoma aviario lo rendono incapace di trasformare 16% del genoma virale ( 1600/10.000) codificano per il gene v- src 1976 Stehelin D, Varmus HE, Bishop JM, Vogt PK DNA related to the trasforming gene of avian sarcoma viruses is present in Normal avian DNA. Nature 260:170-73: c-src 1978 Purchio, Erikson Il prodotto di c-src è una pp60 E una chinasi E localizzata nella membrana plasmatica Fosforila gli anticorpi, in tyrosina Il numero di tyrosine fosforilate da v-src è 8X rispetto a c-src 5

6 Genoma di Rous Sarcoma virus Virus Oncogeni a RNA Il ciclo virale di un retrovirus Cit. Nuc. 6

7 Problema nell uso di RNA pol II per copiare un gene promotore RT primer Sito di inizio della sintesi di RNA RNA genomico Virale Trascrittasi Inversa dsdna RNA pol II Sito di terminazione della sintesi di RNA Risultato: la nuova copia dell RNA virale è più corta - mancano sequenze regolatrici Virus Oncogeni a RNA L RNA polimerasi II non copierà Sequenze a monte del sito di inizio della trascrizione Promotori / Enhancers Sequenze a valle del sito di terminazione della trascrizione Enhancers / siti di Poli A / siti di terminazione? 7

8 Src non è un gene virale CSK Spento acceso The belt and braces model BRACES W260 small of Src SH3 Q234 Y416 Large lobe SH2 KINASE BELT Y527 CsK fosforila e Riduce Attivit`a Tutti i domini sono bloccati. Se Y527 manca, il dominio SH2 si allontana, la elica di poliprolina scappa lontano dal dominio catalitico Xu, Harrison, Eck, Nature 1999 NB polyoma middle T antigen activates Src by binding the C-terminal and preventing phosphorylation 8

9 Virus Oncogeni a RNA:Acute transformation Proto-oncogene cellulare C-onc Oncogene virale V-onc Virus Oncogeni a RNA contengono un v-onc In un retrovirus a trasformazione acuta uno o più geni virali sono sostituiti da una sequenza cellulare trasdotta:oncogene Un oncogene virale rappresenta la versione mutata di un gene cellulare coinvolto Perchè Src è un oncogene? - Viene overespresso un gene il cui prodotto ha acquistato La capacità di non essere controllabile nella sua funzione E La sua funzione comprende l attivazione di crescita cellulare Movimento cellulare e blocco dell apoptosi 9

10 Come è fatto Src virale? V-Src 1) Mancano 19 amminoacidi al C-terminale, quindi Tyr527 (inibizione da Csk) 2) una Tyr amminoterminale che lega SH2 e lo distoglie da Tyr527-fosforilata Altri modi per attivare Src: 3) Delezione della kinasi inibitoria CSK 4) Attivazione fosfatasi 5) Polyoma T antigen maschera Tyr527 e non permette la fosforilazione inibitoria Retrovirus a trasformazione lenta retrovirus trasformanti cronicamente causano tumori poco efficientemente dopo periodi di tempo prolungati Virus della Leucosi aviaria (causa linfomi) R U5 GAG POL ENV U3 R Nessun oncogene! Come provoca un tumore? 10

11 Retrovirus a trasformazione lenta retrovirus trasformanti cronicamente causano tumori poco efficientemente dopo periodi di tempo prolungati Virus della Leucosi aviaria (causa linfomi) R U5 GAG POL ENV U3 R Nessun oncogene! Come provoca un tumore? Effetto dell infezione di fibroblasti di pollo da parte dei virus ALV e RSV ALV Leucosi aviaria RSV Rous sarcoma Replicazione del virus Nessuna trasformazione Replicazione del virus Trasformazione della cellula Virus Oncogeni a RNA ALV può integrarsi nel genoma della cellula ospite in MOLTI loci ma nel tumore risulta sempre nello STESSO sito (o un ristretto numero di siti) Suggerisce che il tumore deriva da un unica cellula Qualcosa di importante per la trasformazione deve essere associato a questo sito L evento cruciale deve essere raro 11

12 Mutagenesi Inserzionale Overespressione non controllata (Myc in leucosi Aviaria) Un gene espresso in un tessuto non adatto (Int-1 del tubo neurale embrionale espresso in Mouse Mammary Tumor Virus MMTV) Prototipo tipo 3 : deltaretrovirus HTLV: human T- lymphotropic virus, causes monoclonal T-cell lymphoma/leukemia and tropical spastic paraparesis or HTLVassociated myelopathy (demyelinating neurologic desease) No transduced proto-oncogene in their genome No mutational insertion Induce monoclonal hemathopoietic malignancies Encoded a trans-activating protein : TAX p40 Splicing protein: REX p30 that binds to CREB binding protein/p300 (CBP/p300) A transcription factor p21 which activates the transcriptional factor NFAT and binds to the cytoplasmic domain of the interleukin (IL)-2 receptor p13(ii), which localizes to mitochondria and interacts with farnesyl pyrophosphate synthetase ( RAS induction) 12

13 Gene TRANSATTIVANTE virale; TAX P aa-homodimer Geni cellulari attivati: IL-2 Interleukin-2, IL-13 PDGF platelet derived growth factor granulocyte-macrophage stimulating factor GMSF NFK-b - Tax binds to three 21 bp repeat elements located within the LTRs, referred to as Tax-responsive elements (TRE) - Tax associates with members of the ATF/CREB family of transcriptional factors.htlv-i LTR has three ATF/CREB binding sites. -TAX leads to phosphorylation of the NFkb inhibitor Ikb that is -targeted to proteasome, Nfkb activates LTR, IL-2 - Tax blocks p16/ink4a and interferes with its ability to inhibit the activity of CDK4, The resulting T-cell proliferation leads to malignant transformation and to the development of adult T-cell leukemia (ATL) Virus Oncogeni a RNA I v-onc sono geni virali di origine cellulare che sono espressi in - Maniera non controllata a livello di trascrizione, oppure hanno - mutazioni che li rendono incontrollabili (localizzazione sbagliata o mancata interazione con repressori) - mutazioni che ne aumentano la vita media ( proteasoma non le riconosce) oppure ne - alterano la funzione Possono i C-onc essere coinvolti in tumori NON-VIRALI? 13

14 myb C-onc mos myc I geni C-onc sono presenti in siti cromosomici precisi mos e myc : cromosoma 8 fe s fes: cromosoma 15 Gli Oncogeni Cosa codificano gli oncogeni? Proteine coinvolte nel controllo della crescita e nel differenziamento Fattori di crescita Recettori di fattori di crescita Proteine trasduttrici del segnale Fattori di trascrizione Controllo del ciclo cellulare Possibili oncogeni nella via di trasduzione del segnale Recettore perennemente attivato Proteina tronca o mutata che non può essere repressa Una chinasi o fosfatasi espressa o localizzata erroneamente 14

15 Gli oncogeni sono dominanti Mutazioni dominanti GAIN OF FUNCTION Eterozigote Omozigote Allele 1 Allele 2 Allele 1 Allele 2 Normale Mutante Mutante Mutante Lega in circostanze speciali Mutante lega sempre Lega Sempre Funzione acquisita Mutante lega sempre Mutante lega sempre Lega Sempre Funzione acquisita Oncogeni dominanti Strategia per isolare Oncogeni umani Gli oncogeni sono dominanti Human bladder carcinoma Isolamento (clonaggio) di un oncogene umano Ras G12V 15

16 Viral vector Gain of function screen: Nature 1974 : Adenovirus type 5 Cell 1982 : DNA from bladder carcinoma into NIH-3T3 cells and identification of RAS oncogene Mol Cell Biol 1995 : RAF-1, Beta-catenin Da C-onc a V-Onc con Mutazioni Gain of Function Src e mutazioni di attivazione 16

17 RAS e SOS GEF-GAP and RAS GEF accendono GAP spengono RAS Mutazioni puntiformi accendono RAS GTP binding GTP binding RAS Gly12 Gln61 Farnesylation Arg789 Lys GGC> GTC Val : Costello GAP Syndrome in germline, tumore In somatic Gly12Arg v-ras 12, 13, 59, 61= oncogenic mutations decreasing GTPase activity 116, 119=onc.mut. Decreasing nucleotide affinity 17

18 Oncogenic hot spots GTP non si stacca Solo GTP si attacca 3 oncogeni controllati da RNA K-RAS Kirsten Rat Sarcoma 12p12 188AA 21,6 kda 25% tumori solidi H-RAS Harvey 11p15.5 tumori vescica, tiroide N-RAS Neuroblastoma 1p13.12 tumori tiroide, colon MICRO RNA LET7A1; MIRNLET7A1 Johnson et al. (2005) the 3 human RAS genes contain multiple let-7 complementary sites in their 3-prime UTRs that allow let-7 mirna to regulate their expression. Let-7 expression was lower in lung tumors than in normal lung tissue, whereas expression of the RAS proteins was significantly higher in lung tumors, suggesting a possible mechanism for let-7 in cancer Finkel-Biskis-Jinkins (FBJ) Mouse Osteosarcoma cfos (con cjun In AP1 ) vfos che codifica per 49 aa non presenti in cfos Nel virus dell osteosarcoma di topo, La proteina cfos è espressa al alte concentrazioni nel corion, amnios e placenta. In topi transgenici dove è espressa in maniera incontrollata causa disturbi dello sviluppo Dello scheletro= ossa lunghe 14q24.3, 380aa, leu-zipper DNA 5- methylcytosine transferase aumenta di 4 volte: loss of function caderine e molti soppressori 18

19 Gli oncogeni Gli oncogeni dei retrovirus sono geni cellulari catturati come RNA durante la infezione virale Il gene virale ha accumulato delle mutazioni che lo rendono più attivo, non regolato, attivo intessuti diversi gli hanno conferito nuove funzioni ( gain of function) V-Src sarcoma in pollo: 12 aa al C-terminale hanno sostituito i 19 in c-src e rendono la proteina attiva costitutivamente V-mos (Moloney murine sarcoma): 11/369 sostituzioni rendono la proteina (Ser chinasi di cicline) attiva costitutivamente H-ras (Rat Harvey sarcoma): 3/189 sostituzioni deregolano la proteina MYC:bHLH TRANSCRIPTION FACTOR Myc+Max=cell proliferation Max+MAD=repression, post mitotic differentiation Myc+Max Inducono espressione Di cicline e chinasi Della crescita G1 Inducono degradazione p27 Reprime (con Miz-1) espressione di p15ink4 p21cip, p27kip 19

20 Proliferazione di B e traslocazione, Virus Herpes a DNA Virus tumorale a DNA cmyc AKT Wild type Myc MYC 439aa è trascritto costitutivamente. Fine tuning è dovuto a modulazione della stabilità. Myc pt58 viene degradata Conversione in oncogene Tre meccanismi con cui un protooncogeneviene convertito in un oncogene Src, myc Mdm2 Double minutes; HSRs homogenously staining region myc 20

21 Amplification of erb2/neu oncogene Breast carcinoma Amplification n-myc in neuroblastoma Kaplan-Meyer plot of EVENT FREE SURVIVAL Double minutes DM homogeneous staining region HSR 21

22 Mdm2 amplification Double minute chromosome: circular, 4 Mb, amplified in mouse Fibroblast line 3T3 (1993) >4 amplification in human leukemiae and osteosarcome (1995) Designation: NCI-H596 [H596] epithelial, human Constantly, there were 2 to 3 minute chromosomes that were about 1/2 the size of a G group chromosome. Mdm2 12q13-15, Ring finger dependent ubiquitin ligase of p53 and itself ARF MDM2 P53 Pokemon : oncogene che reprime specificatamente la trascrizione di ARF (soppressore) Pokemon, which stands for POK erythroid myeloid ontogenic factor, belongs to the POK family (POZ domain and Kruppel zinc fingers) of transcriptional factors. If mutated, they become transcriptional repressors through the engagement of histone deacetylases, causing chromatin remodeling and in turn tumorigenesis (2005). 22

23 Gain of function La attivazione di un proto-oncogene deriva da mutazioni Denominate GAIN OF FUNCTION Queste mutazioni sono DOMINANTI (eccezione :recettore della triiodotirosina c-erba) Colpiscono un gene Sono eventi SOMATICI. Se fossero costitutivi sarebbero probabilmente letali Ec: RET oncogene causa Neoplasia endocrina e cancro familiare della tiroide. E espresso solo in un numero ristretto di cellule in specifiche circostanze. Table 24-4 Some Oncogenes Originally Identified Through Their Presence in Transforming Retroviruses Oncogene Proto-oncogene Function Source of Virus Virus-induced Tumor abl protein kinase (tyrosine) mouse cat pre-b-cell leukemia sarcoma erb-b protein kinase (tyrosine): epidermal chicken erythroleukemia, growth factor (EGF) receptor fibrosarcoma fes protein kinase (tyrosine) cat/chicken sarcoma fms protein kinase (tyrosine): cat sarcoma macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) receptor fos and jun products associate to form AP-1 gene regulatory protein mouse chicken osteosarcoma fibrosarcoma kit protein kinase (tyrosine): Steel cat sarcoma factor receptor raf protein kinase (serine/threonine) chicken/mouse sarcoma activated by Ras myc gene regulatory protein of the HLH chicken sarcoma; myelocytoma, family carcinoma H-ras GTP-binding protein rat sarcoma; erythroleukemia K-ras GTP-binding protein rat sarcoma; erythroleukemia rel gene regulatory protein related to turkey reticuloendotheliosis NFkB sis platelet-derived growth factor, B monkey sarcoma chain src protein kinase (tyrosine) chicken sarcoma Alcuni degli oncogeni identificati inizialmente per la loro presenza in retrovirus trasformanti oncogene funzione del origine del tumore indotto proto-oncogene virus dal virus src proteina-kinasi (tyr) pollo sarcoma abl proteina-kinasi (tyr) topo leucemia cell.b gatto sarcoma raf proteina-kinasi (ser/thr) pollo/topo sarcoma ras proteina G (lega GTP) ratto sarcoma (H-ras) eritroleuc. (K-ras) myc fattore di trascrizione pollo sarcoma, mieloma, carcinoma sis fattore di crescita (PDF) scimmia sarcoma 23

24 Le traslocazioni Scambio tra cromosomi non omologhi Linfoma di Burkitt traslocazione 8:14 Rottura nel cromosoma 14 in q32 I tumori spesso originano da traslocazioni cromosomiche my c Oncogenesi da riarrangiamento Tumore c-onc nuovo promotore Linfoma di Burkitt myc (8) Ig pesante (8 a 14) Ig leggera (8 a 2) Leucemia linfocitica cronica myc recettore cellule T a cellule T (8 a22) Leucemia linfocitica cronica bcl-1 Ig pesante (11-14) a cellule B bcl-2 Ig leggera (18-2) Leucemia linfocitica cronica tcl-1 recettore cellule T a cellule T (inversione 14) Light Iglambda in chr. 22; Ig kappa in chr.2, Heavy chain in chr.14 24

25 Herpes virus Epstein-Barr EBV 172 kb: EBV Burkitt Lymphoma Infetta linfociti B quiescenti o cellule epiteliali (scarsamente litico) Attivazione di cellule B quiescenti che vengono indotte a proliferare ( Ricombinazione Ag dipendente?) Traslocazione bilanciata reciproca braccio lungo cromosoma 8 (Myc) e 14 (IgH) produzione EBNA-4 gene latente ANTIAPOPTOTICO Etiological agents Linfoma di Burkitt africano Tumore mascella o orbita Starry sky cielo stellato: piccole cellule B non aderenti Uno dei tumori a crescita più rapida 25

26 EBV Epstein Barr 1961 Denis Burkitt presenta in Inghilterra un tumore dei bambini africani. 8 bimbi su Influenza del clima e zona malarica 1964 Epstein, Barr, Achong individuano il virus in tessuto neoplastico 1968 EBV viene riconosciuto agente eziologico della mononucleosi 2004 EBV ha specificità per cellule epiteliali e B ed induce una proliferazione incontrollata (immortalizzazione e trasformazione). EBN4 aumenta Bcl2 (antiapoptosi), Antigene attivazione B (CD40) e diminuisce geni della differenziazione Reciprocal Translocation in Burkitt Burkitt s hymphomas 8;14-2;8-8;22: Heavy (75%), kappa (9%) or lambda (16%) chains of immunoglobulin TRASLOCAZIONI che mettono un gene sotto un promotore forte Specific chromosal abnormalities in specific cancers Burkitt lymphoma 8;14-2;8-8;22: heavy, kappa or lambda chains of immunoglobulin translocated with MYC(A transcription factor is activated) Acute leukemia in infants ( myelocytic or lymphocytic): MLL (mixed lineage leukemia) is a homeobox gene: cellule immature, immortali ( telomerase indotta) Chronic lymphocytic leukemia: BCL2 gene is activated (antiapoptotico) and ATM is inactivated ( pro-apoptotic) Celllule vecchie che non muoiono 26

27 I riarrangiamenti dei geni per IgG Catene pesanti Presumibilmente I riarrangiamenti/ traslocazioni sono causati dal malfunzionamento della recombinasi Traslocazione vicino ad un promotore forte cellulare o inserzione di un Forte promotore virale causano overespressione 27

28 La eredità di traslocazioni è rara (sono letali all embrione?) Eccezione : fibrosarcoma congenito t(12,15) ETV6-NTRK3 (TYr-chinasi) Si può ereditare la predisposizione alla traslocazione (ataxia teleangectasia, ATM) (14,18) Igh14-BCL218 (Non-Hodgkin lymphoma) In Tumori come CLL, i linfociti sono molti, differenziati= diminuita probabilità di morte Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2 =B CELL LYMPHOMA).In tumori infantili come ALL, i linfociti sono tanti linfoblasti immaturi= aumentata probabilità di crescita Infatti risultano attivati fattori di trascrizione o attivatori di crescita New protein: Bcr(22)-Abl(9) With unusual Properties is Formed by translocation 1960 Nowell& Hungerford : A minute chromosome in human chronic granulocyte leukemia Leucemia linfoide acuta: 45kD bcr+ 140 Abl Leucemia mieloide cronica 70kD bcr+ 140 Abl BCR-Abl Abelson Murine leukemia Breakpoint Cluster region

29 Conversione del proto-oncogene abl in un oncogene in pazienti con leucemia mielogena cronica BCR- Breakpoint Cluster Region ABL Abelson Murine Leukemia La traslocazione genera un cromosoma Philadelphia, e risulta in una proteina di fusione in cui il dominio kinasico di Abl è troppo attivo. Questo porta ad una proliferazione abnorme di un clone di cellule ematopoietiche nel midollo osseo. BCR-Abl Bcr-Abl rimane nel citoplasma come dimero attivato, lega Grb2 e SOS ed attiva RAS BREAK P145 c-abl SH3 SH2 Kinase NLS P53 BD BREAK ALL Ser/Threo Kinase RHO GEF Dimerization14.3.3/BAPi BD 45kDa in leucemia linfoide acuta P160 c-bcr DNA BD BREAK CML Actin BD RAC- GAP Ca++-lipid BD 70kDa in leucemia mieloide cronica 29

30 Leucemia linfoide acuta Leucemia mieloide cronica BCR Ser kinase attiva ABL che fosforila p53 che viene ubiquitinato e distrutto Geni coinvolti in riarrangiamenti CML t(9,22) BCR-ABL Ty-kinase Ewin sarcoma t(11,22) EWS-FLI1 transcription factor Melanoma t(12,22) EWS-ATF1 transcription factor Thyroid carcinoma inv(1) NTRK1-TPM3 ty-kinase ALL t(x,11) MLL-AF4 transcription factor ALL t(9,11) MLL-AF9 transcription factor APL t(15,17) PML-RARA transcription factor retinoic acid receptor Incidenza Leucemie Croniche o Acute CLL 7000/ anno >55 CML 4400/anno mainly adults ALL 3800/anno young AML anno adult and children 30

31 Tropomiosina_Trk Receptor for basic fibroblast growth factor Eredità delle traslocazioni La eredità di traslocazioni è rara (sono letali all embrione?) Quindi si parla di mutazioni SOMATICHE Si può ereditare la predisposizione alla traslocazione (ataxia teleangectasia) In Tumori come CLL, i linfociti sono molti, differenziati= diminuita probabilità di morte Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2) In tumori infantili come ALL, i linfociti sono tanti linfoblasti immaturi= aumentata probabilità di crescita Infatti risultano attivati fattori di trascrizione o attivatori di crescita Table 24-5 Some Oncogenes Originally Identified by Means Other Than Their Presence in Transforming Retroviruses Means of Detection Insertional mutation Amplification Transfection Translocation Oncogenes Wnt-1 (int-1), fgf-3 (int-2), Notch-1 (int-3), lck L-myc, N-myc neu, N-ras, trk, ret bcl-2, RARa 31

32 Meccanismi di attivazione degli oncogeni La trasformazione può essere causata da una eccessiva attività di un oncogene, dovuta a: - aumento del numero di copie dell oncogene (mdm2) - aumento della trascrizione ( per mutazione o per effetto dell inserzione di un DNA virale) - sostituzioni di amminoacidi nel prodotto dell oncogene, che aumentano l attività/vita della proteina - traslocazione dell oncogene in siti che si esprimono molto - traslocazione dell oncogene in siti che esprimono in cellule sbagliate o proteine chimeriche non regolate 32

33 Alcune Mutazioni somatiche creano varianti che proliferano più velocemente. Questi cloni tenderanno a prevalere (tumore). Esistono vari meccanismi che si oppongono (controllo, riparo, apoptosi) Circa 6-7 successive mutazioni sono necessarie per superare I controlli (conversione normale> tumore) La frequenza di mutazione è circa 10exp-7 per gene per cellula. 10exp-42: frequenza di una cellula con 6 consecutive mutazioni 10exp-29: frequenza di 6 mutazioni nella stessa cellula di un individuo a 10exp13 cellule Questa bassa frequenza è aumentata da: mutazioni che aumentano la proliferazione ( iperplasia), mutazioni che aumentano la frequenza di mutazione ( cariotipo anomalo) Controllo dell integrità del genoma The care taker genes XP non riparano danni da UV HNPCC non riparano basi non appaiate Xeroderma Pigmentosus the disease is autosomal recessive Difetti in Nucleotide Excision Repair ( NER) XP Trichothiodystrophy 33

34 Edward Alfred Cockaney descrisse una sindrome di Sensibilità alla luce (UV). I sintomi sono progressivi:statura bassa, Invecchiamento precoce, non predispone a tumori, demielinizazzione causa disfunzioni neurologiche Geni CSA( chr.5) e CSB (chr.10) per RIPARAZIONE TRASCRIZIONALE Xeroderma Pigmentosus, autosomico recessivo anormalità della pelle, multipli tumori epiteliali ( incidenza 2000X), morte neuronale ed anormalità neurologiche 8 gruppi di complementazione implicati: XP-A_XP-G e variante. Mutazioni colpiscono il NER Nucleotide Excision Repair TTD Tricotiodistrofia, capelli fragili privi di zolfo, proteine con cisteine sono ridotte, lineamenti anomali, ritardo mentale, non predispone a tumori Gene assegnato al gruppo di complementazione XP-D( chr.10) XP-D 80kD è una subunità del fattore di trascrizione TFIIH ( 9 subunità: XPB,p62,p52,p44,p34 sono core cioè associate strettamente) XP-D è una HELICASE che svolge il DNA 5-3 è essenziale in (NER) riparo meno in trascrizione OMIM The ERCC6 gene is part of the nucleotide excision repair (NER) pathway, a complex system that eliminates a broad spectrum of structural DNA lesions, including ultraviolet (UV)-induced cyclobutane pyrimidine dimers, bulky chemical adducts, and DNA cross-links. One of the NER pathways preferentially repairs lesions on the transcribed strand of active genes; this process occurs more rapidly than repairs on nontranscribed strands that are part of overall genome repair (Troelstra et al., 1992) ERC6 excision Repair complementation group 10q11- autosomico recessivo The xeroderma pigmentosum group D (XPD) gene: one gene, two functions, three diseases (Cockayne Syndrome CS-B, Trichothiodystrophy).Alan R. Lehmann XPD Arg683 TTD R112 CS The hypothesis that XP and CS are repair syndrome (HELICASE NULL) and TTD a transcription syndrome (Bootsma and Hoeijmakers 1993).Autosomal recessive 34

35 HNPCC, aut dom Hereditary non-polyposis colon cancer Caratterizzato da MICROSATELLITE INSTABILITY ( MSI) è autosomico dominante MSH2 2p 50-60% dei HNPCC (human muts homolog2) MSH6 2p MLH1 3p 30-40% HNPCC(h-mutL homolog) PMS1 2q (h-post-meiotic-segregation) PMS2 7p Mispair repair I geni Care taker 35

36 Comparative Genomic Hybridization Bac Array CGH Bcl2 PDGF Bcl-x TNF BAD AKT Caspase 9 Execution caspases Antiapoptotic Kinase IKKa IKKb Apoptosi e Proteolisi βtrcp IkB P P p150 βtrcp P50 p52 P65 RelB IkB NF-kB Transcription factor NF-kB Transcription factor Oncogeni in Apoptosi In Tumori come CLL, i linfociti sono molti, differenziati= diminuita probabilità di morte Infatti risulta attivato un antiapoptosi (BCL2) 36