Care este efectul lui P21 în funcția celulară?

De Sarah Moore, M.Sc.Reviewed by Michael Greenwood, M.Sc.

Ce este p21?

Creditul imaginii: Kateryna Kon/.com

Inhibitorul 1 al kinazei dependente de ciclină, cunoscut și sub numele de proteina 1 care interacționează cu CDK, sau mai simplu p21, este un inhibitor al ciclului celular care promovează atât inhibarea CDK/ciclinei, cât și oprirea ciclului celular în timpul fazei G1/S. La om, p21 este codificată de gena CDKN1A de pe cromozomul șase.

Studiile au demonstrat utilizarea p21 ca țintă a activității p53 și au implicat-o în reglarea ciclului celular, apoptoza și transcripțiile. Prin urmare, studierea p21 poate ajuta la descoperirea proceselor celulare în urma deteriorării ADN.

De asemenea, cercetările continue au început să construiască o multitudine de cunoștințe cu privire la rolurile vitale ale expresiei și activității p21, legând-o de instalarea și dezvoltarea cancerului. Din acest motiv, este probabil ca viitorul cercetării asupra p21 să se concentreze în cadrul oncologiei, în explorarea unor potențiale terapii noi care ar putea fi dezvoltate pe baza cunoștințelor noastre crescânde despre p21.

Funcțiile p21 în ciclul celular, apoptoză și reglarea transcripțională

P21 este implicată în numeroase funcții legate de procesele celulare, în special cele care urmează deteriorării ADN-ului. Oprirea ciclului celular este un punct important al ciclului celular, un punct de oprire în care celula nu este implicată în activități de duplicare sau diviziune.

P p21 poate avea un rol în îmbătrânire și boală datorită fenotipului celular senescent, proinflamator, prosecretor, pe care îl generează. S-a constatat că P21 promovează oprirea ciclului celular în urma activării de către diverși stimuli. Se știe că inhibă progresia ciclului celular, ceea ce duce la oprirea ciclului celular. O cauză majoră a activării p21 care duce la acest rezultat este prezența agenților dăunători.

Moartea celulară reglată, cunoscută sub numele de apoptoză, este esențială pentru a scăpa organismul de celulele potențial canceroase sau infectate cu virusuri, pentru a menține echilibrul în organism prin eliminarea celulelor vechi și joacă, de asemenea, un rol vital în embriogeneză.

Se consideră că P21 este esențială pentru executarea apoptozei, precum și pentru inhibarea acesteia. Studiile au arătat că este scindat de caspazele asemănătoare CASP3, activând CDK2 și inițiind procesul de apoptoză. Cu toate acestea, s-a observat, de asemenea, că p21 poate inhiba apoptoza prin activarea opririi ciclului celular și a reparării ADN.

S-a observat că p21 joacă un rol crucial în reglarea transcripțională. Studiile au arătat că leziunile ADN pot induce activitatea p21, care poate avea atât efecte pozitive, cât și negative asupra reglării transcripționale.

Activarea p21 poate inhiba complexele ciclină-CDK, prin urmare, reprimarea transcripției prin inhibarea fosforilării pRb, care are un efect represiv asupra transcripției genelor dependente de E2F.

În cele din urmă, cercetările au scos la iveală faptul că p21 este, de asemenea, vitală pentru procesele celulare de diferențiere, senescență și reparare a ADN-ului, pe lângă faptul că joacă un rol vital în stoparea ciclului celular, apoptoză și reglarea transcripției.

P21 și cancerul

Toate rolurile p21 în funcția celulară sunt legate de medierea sa în cancer. Acest lucru se datorează faptului că p21 guvernează, cel puțin parțial, toate funcțiile celulare vitale, toate acestea fiind implicate în stabilirea, progresia și răspunsul terapeutic al celulelor canceroase.

Din moment ce p21 a fost implicată în oprirea ciclului celular, nu este surprinzător faptul că oamenii de știință au exploatat funcția sa pentru a trata cancerul. Unii agenți chimioterapici au fost concepuți pentru a induce activitatea p21 pentru a avea ca efect inhibarea progresiei cancerului.

P21 are un efect inhibitor asupra activității CDK2, care, la rândul său, inhibă progresia ciclului celular. Prin activarea p21 și inhibarea CDK2, cercetătorii au recunoscut potențialul terapeutic de a ținti p21 pentru a preveni proliferarea celulelor canceroase.

Cancerul de sân, în special, a fost legat de impactul p21 asupra reglării transcripției genice. Expresia genei dependente de receptorul de estrogen-α (ERα) este mediată, cel puțin în parte, de transcripția genei determinată de p300-CREBBP, care este activată de p21.

Diferențierea celulelor ERα-pozitive este indusă de această activitate și, prin urmare, reglarea în sus a p21 poate preveni creșterea celulelor de cancer de sân ERα-pozitive. Această descoperire a alertat oamenii de știință asupra impactului pe care p21 îl poate avea asupra eficacității tratamentelor antiestrogenice.

Un semn distinctiv al cancerului este capacitatea sa puternică de a evita apoptoza, permițând celulelor canceroase să prospere în ciuda eforturilor organismului de a iniția procese reglementate de moarte celulară.

P21 a fost considerat atât un ajutor, cât și un obstacol în progresia cancerului, pe de o parte, a fost vizat pentru a stimula oprirea ciclului celular pentru a inhiba progresia cancerului, dar, pe de altă parte, a fost asociat cu inhibarea apoptozei, o condiție care permite cancerului să prospere. P21 poate proteja celulele de apoptoză prin promovarea inhibării ciclului celular, iar celulele care nu sunt active sunt mai puțin susceptibile de a declanșa apoptoza.

În sens invers, rolul p21 în repararea ADN-ului îl vede din nou într-un rol util pentru a preveni progresia cancerului. Deoarece p21 inhibă progresia ciclului celular, precum și apoptoza, repararea ADN-ului poate continua în timpul acestei pauze în ciclu. Repararea ADN-ului este vitală pentru protecția împotriva cancerului și, prin urmare, p21 poate contribui la activitățile de suprimare a tumorilor, deși sunt necesare cercetări suplimentare pentru a confirma acest lucru.

Rezumat

P21 este un inhibitor al ciclului celular care este implicat în procese celulare esențiale, cum ar fi oprirea ciclului celular, apoptoza și reglarea transcripțională, precum și diferențierea, senescența și repararea ADN-ului. Datorită rolului său în aceste procese, un număr mare de cercetări a studiat rolul său în inițierea și progresia cancerului și răspunsul la terapie.

În prezent, dovezile arată că p21 este legată de activități de suprimare a tumorilor, precum și, în mod paradoxal, de activități de promovare a tumorilor. Sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege rolul p21 în cancer, ceea ce poate duce la dezvoltarea de noi tehnici terapeutice.

Lecturi suplimentare

• Toate conținuturile despre ciclul celular
• Ciclul celular
• Ce sunt ciclinele?
• Cell-Cycle-Dependent Regulation of Cell-Cycle-Dependent Adhesions

Scris de

Sarah Moore

După ce a studiat Psihologia și apoi Neuroștiința, Sarah și-a descoperit rapid plăcerea de a cerceta și scrie lucrări de cercetare; transformându-se într-o pasiune de a conecta ideile cu oamenii prin scris.

Citate

.