1. Primera parte.
BASES BIOMOLECULARES
DEL CANCER.
Dr. Juan Gana H.
Dr. Leonardo Zúñiga I.
Prof. Asoc. Dr. Arnaldo Porcile J.
Post Grado Depto de Ginecología y Obstetricia.
Facultad de Medicina. Campus Oriente.
Universidad de Chile.
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2. Etiología del Cáncer
• Factores Endógenos (genes, edad, sexo, hormonas )
Alteraciones genéticas sucesivas
Independencia Proliferativa
Fenotipo Agresivo
• Factores Exógenos (ambiente, geografía, hábitos, ocupación )
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3. Categorías de Neoplasias Malignas
1.- Origen Predominantemente Ambiental
(Ca Pulmonar, Leucemias, Ca Cervicouterino)
2.- Sd de Inestabilidad Genética
(Alteración genética suceptible a carcinógenos, Xerodermia P)
3.- Agregación Familiar
(Ca de Mama, Ca de Colon)
4.- Hereditarias
(Herencia Mendeliana Simple, Retinoblastoma)
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4. Etiología - Evolución - Pronóstico
Entidad distinta
Autonomía en proliferación Celular
Invasividad
Potencialidad de Metastatizar
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5. Cáncer clínicamente detectable
• Transformación de Célula Normal en Maligna
• Constitución de Pequeña Población de Células
Cancerosas
• Vascularización
• Inicio de Crecimiento Rápido
• Posible Diseminación y Manifestación en
Síntomas y Signos
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6. • Desde el punto de vista biológico el Cáncer es
esencialmente una población celular que logra
un crecimiento autónomo a raiz de su
“ desobediencia “ a los mecanismos que regulan
la proliferación, diferenciación y/o muerte
celular
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7. Aspectos Epidemiológicos
• Distribución Geográfica
• Ocupación
• Iatrogenia
• Dieta
• Hábito de Fumar
• Radiaciones
• Agentes Biológicos
• Factores Hereditarios
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8. Influencias Predisponentes
←Retinoblastoma
Genes
←Tu Willms
←Ca Colon
←Ca Mama
←Ca Gástrico
←Ca de Piel
←Ca Pulmonar
Ambiente
←Ca Cervicouterino
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9. Protooncogenes y Genes Supresores
• Los Protooncogenes y Genes Supresores, participan
normalmente en la regulación del ciclo proliferativo
y en la diferenciación y muerte celular
• Los protooncogenes (p-oncogenes) cuya secuencia
o expresión ha sufrido alteraciones, se denominan
Oncogenes
• Los Oncogenes se han clasificado en diversas
categorías , según la ubicación y función que
ejercen
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10. Oncogenes
• Factores de Crecimiento (sis)
• Receptor para Factor de Crecimiento (erb-B)
• Actividad Tirosina-cinasa (src)
• Proteina Ligante de GTP (ras)
• Proteinas Nucleares (myc)
• Proteína-cinasa del citoplasma que fosforila
residuos treonina y serina (mos)
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11. Genes Supresores
• Sus productos frenan la proliferación celular
• Su alteración o inexistencia ha sido comprobada en
varias neoplasias malignas humanas
• El gen supresor Rb, Retinoblastoma (1/20 mil RN)
• 40 % de los casos familiares o hereditarios
• El gen Rb codifica una fosfoproteína que favorece la
diferenciación celular, interrumpiendo la proliferación
• Comportamiento de carácter recesivo (ambos alelos)
• Se hereda 1 alelo mutado, una 2º mutación → Cáncer
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12. Proteína p53
• Relacionada con proliferación, diferenciación, síntesis,
reparación de DNA y muerte celular programada
• Versión normal es gen supresor, versión mutada
propiedades de Oncogen dominante
• Fosfoproteína nuclear que se expresa en respuesta a
daño genético por diversos agentes, impidiendo que
células con mutaciones genéticas se dupliquen
• Detiene la célula en etapa G1 hasta que DNA sea
reparado, si no es posible induce apoptosis
• Ca CU proteinas codificadas por HPV inducirían la
degradación de la proteína p53
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13. Alteración de Protooncogenes y
Genes Supresores
Protooncogenes :
• Mutaciones puntuales - Translocaciones Cromosómicas
Amplificación Génica - Inserción de genomas Virales
( mutaciones dominantes )
Genes Supresores:
• Inactivación de Genes Supresores o sus productos, o de
genes que comandan la Muerte celular programada
( deleción de un fragmento / mutaciones recesivas )
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14. Mutación Puntual
• Proto-oncogen que codifique receptor de crecimiento
• Oncogen sintetiza un receptor trunco, activo siempre
independiente de la presencia del factor de crecimiento
• erb-B ( Carcinoma de Cél escamosas )
• gip ( Ca Ovárico y Suprarrenal )
Inserción de un Genoma Viral
• El virus puede aportar directamente un Oncogen , o una
secuencia promotora de transcripción de p-oncogenes
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15. Translocación Cromosómica
• Ubicar al p-oncogen en la cercanía de un gen que
es activado con frecuencia
• Linfoma de Burkitt, translocación cromosomas
8 - 14, ubica al p-oncogen myc cerca de los genes
de cadena pesada de Inmunoglobulinas
• El producto es una proteína nuclear que se
sintetiza de una manera no regulada
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16. Amplificación Génica
• Responsable de un ↑ en la expresión de p-oncogenes
• 30 % de Ca Mama el p-oncogen N-myc está
amplificado en 3 - 300 copias lo que se correlaciona
con la malignidad de esta Neoplasia
• neu/her-2 ( Ca Mama, Ovario, Estómago )
• bcl-1 ( Ca Mama )
• hst-1 ( Ca Mama )
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17. Genes Supresores
• Inactivación del gen mismo (Retinoblastoma) mutación
o deleción que afecta a ambos alelos
• Inactivación de productos codificados por genes
supresores: proteína E7 HPV se une al producto pRb
(del gen supresor Rb) la proteína pRb impidiendo que
cumpla su función de mantener a las células en reposo
proliferativo o estado diferenciado ( Ca Cérvicouterino)
• Alterar un gen que codifica productos que regulan la
muerte celular programada, impidiendo que muera
cuando le corresponde ( gen bcl-2 )
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18. Mecanismos de “desobediencia “ de las
células cancerosas
• Producción no regulada de factores de crecimiento de
acción autocrina ( GFDP, GFT )
• Producción excesiva de receptores para factores de
crecimiento
• Síntesis de receptores alterados para factores de
crecimiento
• Alteración de las vías de transducción de señales
• Represión del paso de células hacia un estado
diferenciado
• Represión de la muerte celular programada
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19. Otros cambios genéticos
• Adhesión celular
• Movilidad celular
• Síntesis y liberación de proteasas
→ Responsables del comportamiento agresivo y
destructivo de éstas células
• El conjunto de alteraciones genéticas sucesivas
conducen a desestabilización de la organización
genética, surgiendo clones celulares con ventaja
proliferativa, características invasoras y potencial
metastásico
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20. Biología Molecular:
Aplicaciones Diagnósticas
• La Biología Molecular permite analizar moléculas de
ácidos nucleicos con propósitos diagnósticos
• Enfermedades Hereditarias e Infecciosas y Oncología
• Enzimas de Restricción
• Southern Blot
• Hibridación
• Clonamiento-secuenciación
• Reacción de Polimerasa en Cadena
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21. ADN polimerasa
• Enzima responsable de la síntesis de ADN
• 4 desoxinucleótidos dATP, dTTP, dCTP, dGTP
• La molécula de ADN como molde
• Base para la PCR ( Polimerase Chain Reaction ) y la
síntesis de sondas para hibridación
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22. Hibridación
• ADN a 100º C, se separa en cadenas simples
( denaturación del ADN )
• Incubadas a 65º C forma nuevamente la doble
hélix ( renaturación o Hibridación )
• Esto permite identificar secuencias en particular
en la molécula de ADN, hibridándola con
pequeños fragmentos de ADN de secuencia
conocida o “ sondas “
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23. Enzimas de Restricción
• Enzimas que cortan el ADN en secuencias específicas
( protegen a bacterias de infecciones virales,
degradando ADN viral )
• ADN humano se puede cortar en pequeños fragmentos
con secuencias conocidas en sus extremos
• ADN ligasa permite unir estos fragmentos a ADN
bacteriano ( ADN recombinante )
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24. Southern Blot
• Transferencia de ADN desde geles de
agarosa a un soporte sólido ( membranas de
nylon )
• Esto permitió la hibridación entre ADN y
sondas específicas
• Northern Blot - ARN
• Western Blot - Proteínas
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25. Clonamiento y Secuenciación.
• La molécula de ADN tiene 100 mil genes en 3 x 10 (9)
pares de bases o nucleótidos.
• Cortar ADN con enzimas de restricción, ligar c/u de los
fragmentos en plasmidios y multiplicarlos en colonias
bacterianas individuales, Clonamiento.
• La secuenciación se basa en incorporar durante la
síntesis de ADN nucleótidos modificados
( dideoxinucleótidos ), los que bloquean la reacción.
• Obteniendo fragmentos de diferentes tamaños
terminados en dideoxinucleótidos ( ddATP )
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26. Reacción de Polimerasa en Cadena
• Amplificación enzimática de ácidos nucleicos
• Síntesis in vitro de un segmento específico de ADN, el
cual queda determinado por secuencias específicas
( denominadas partidores ) introducidos en la reacción
• Estas secuencias reconocen por hibridación , regiones
particulares de ADN, este segmento será autocopiado
en forma exponencial
• Después de 30 ciclos el segmento flanqueado estará
2 (30) veces más que el resto del ADN no amplificado
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27. Bibliografía.
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