T.C. ERC YES ÜN VERS TES ECZACILIK FAKÜLTES DNA ONARIM

advertisement
T.C.
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
ECZACILIK FAKÜLTESİ
DNA ONARIM MEKANİZMASINDA MEYDANA GELEN
MUTASYONLARIN KOLOREKTAL KANSER
OLUŞUMUNDAKİ ROLÜ
Hazırlayan
Doğan CERAN
1300110043
Danışman
Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
Biyokimya Anabilim Dalı
Bitirme Ödevi
MAYIS 2011
KAYSERİ
2
3
T.C.
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
ECZACILIK FAKÜLTESİ
DNA ONARIM MEKANİZMASINDA MEYDANA GELEN
MUTASYONLARIN KOLOREKTAL KANSER
OLUŞUMUNDAKİ ROLÜ
Hazırlayan
Doğan CERAN
1300110043
Danışman
Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
Biyokimya Anabilim Dalı
Bitirme Ödevi
MAYIS 2011
KAYSERİ
i
BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK
Bu çalışmadaki tüm bilgilerin, akademik ve etik kurallara uygun bir şekilde elde
edildiğini beyan ederim. Aynı zamanda bu kurallar ve davranışların gerektirdiği gibi, bu
çalışmanın özünde olmayan tüm materyal ve sonuçları tam olarak aktardığımı ve
referans gösterdiğimi belirtirim.
Doğan CERAN
ii
“DNA Onarım Mekanizmasında Meydana Gelen Mutasyonların Kolorektal
Kanser Oluşumundaki Rolü” adlı Bitirme Ödevi Erciyes Üniversitesi Lisansüstü Tez
Önerisi ve Tez Yazma Yönergesi’ne uygun olarak hazırlanmış BİYOKİMYA Anabilim
Dalında Bitirme Ödevi olarak kabul edilmiştir.
Tezi Hazırlayan
Danışman
Doğan CERAN
Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
Biyokimya Anabilim Dalı Başkanı
Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
ONAY:
Bu tezin kabulü Eczacılık Fakültesi Dekanlığı’nın ………....… tarih ve………..……
sayılı kararı ile onaylanmıştır.
…/…/……
Prof. Dr. Müberra KOŞAR
Dekan
iii
TEŞEKKÜR
Tez çalışmalarım sırasında bana danışmanlık yapan, çalışma şartlarımı oluşturan ve
çalışmalarımın her aşamasında bana yol gösterici ve destekleyici olan, her alanda
emeğini hiçbir şekilde esirgemeyen Erciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya
Anabilim Dalı Başkanı Sayın Hocam Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN’a sonsuz
teşekkürlerimi sunarım.
Benim bu günlere gelmemi sağlayan, maddi ve manevi desteklerini hiçbir şekilde
esirgemeyen aileme çok teşekkür ederim.
5 senelik üniversite eğitimim süresince her anlamda, her zaman, her türlü desteklerini
hiçbir zaman esirgemeyen tüm arkadaşlarıma teşekkür ederim.
Doğan CERAN
Kayseri, Mayıs 2011
iv
DNA ONARIM MEKANİZMASINDA MEYDANA GELEN MUTASYONLARIN
KOLOREKTAL KANSER OLUŞUMUNDAKİ ROLÜ
Doğan CERAN
Erciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi
Bitirme Ödevi, Haziran 2011
Danışman: Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
ÖZET
Genom, DNA hasarına neden olan eksojen veya endojen sayısız farklı etkene maruz
kalır. Tüm organizmalar genetik materyallerini bu çevresel etkenlerin oluşturduğu
hasarlara karşı korumak amacıyla DNA onarım mekanizması içerirler. DNA onarımı,
hücrede tek bir mutasyonla başlayan, hasarlı DNA oluşumu ve kolon kanser tablosuyla
son bulabilen yolda, hücreyi koruyan önemli bir mekanizmadır. Farklı biyokimyasal
stratejileri kullanan birçok mekanizma DNA hasarının birçok şeklini onarır. Mutajenite
kolon kanser gelişiminin hem başlangıç hem de gelişme evresinde rol oynar. DNA
onarımındaki hatalar da genetik kararsızlığa neden olurlar ve kolon kanserleri tamir
edilmemiş DNA hasarından kaynaklanır. Aynı zamanda protoonkogenlerde meydana
gelen mutasyonlar ve tümör supresör genlerdeki değişimler kolon kanserine neden olur.
Kolon kanseri, gastrointesinal sistemin en çok rastlanan kanseridir. Kolon kanserinde
ana tedavi yöntemi cerrahidir. Ancak cerrahi sonrası uygulanacak kemoterapinin nüks
ve sağ kalım üzerine olumlu etkileri vardır.
Anahtar kelimeler: Mutasyon, Kolon kanseri
v
THE ROLE OF MUTATIONS WHERE OCCURING DNA REPAIR
MECHANISM IN COLORECTAL CANCER FORMATION
Dogan CERAN
Erciyes Univercity Pharmacy Faculty
Final Project, June 2011
Adviser: Prof. Dr. İlhan DEMİRHAN
ABSTRACT
Genome is under attack of multiple endogenous and exogenous factors which lead to
DNA damage. All organisms have DNA repair mechanisms to protect their genetic
material from damages caused by environmental factors. DNA repair is an important
protective mechanism of cell in the pathway which begins with a single mutation and
ends with being formed of damaged DNA and colon cancer. Many repairing
mechanisms which use different biochemical strategies repair a lot of forms of DNA
damage. Mutagenity plays a role either initiation or progression of colon cancer. DNA
repair defects also causes genetic instability and many of cancer types are result of
DNA damages which are not repaired. At the same time mutations that occurs at
protoonkogenenes and changes on tumor suppressor genes can cause cancer of the
colon. Colon cancer is the most common cancer of gastrointesinal system. The main
treatment modality of Colon cancer is surgery. However, chemotherapy applied after
surgery has a beneficial effect on recurrence and survival.
Key words : Mutation, Colon cancer
vi
İÇİNDEKİLER
BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK ..................................................................................i
KABUL ONAY................................................................................................................ii
TEŞEKKÜR ...................................................................................................................iii
ÖZET…….......................................................................................................................iv
ABSTRACT .....................................................................................................................v
İÇİNDEKİLER ..............................................................................................................vi
KISALTMALAR .........................................................................................................viii
ŞEKİLLER LİSTESİ.....................................................................................................ix
1.GİRİŞ VE AMAÇ ........................................................................................................1
2.GENEL BİLGİLER.....................................................................................................2
2.1.HÜCRE SİKLUSU ................................................................................................2
2.2.MUTASYON ..........................................................................................................3
2.2.1 Mutasyon Tipleri..............................................................................................3
2.2.1.1. Baz Çifti (nükleotid Çifti) Değişikliği Mutasyonları ...............................3
2.2.1.2 Çerçeve Kayması (Frameshift) Mutasyonları ...........................................5
2.2.2 Spontan Mutasyon Orjinleri.............................................................................5
2.2.2.1 DNA replikasyon hataları .........................................................................6
2.2.2.2 Baz değişiklikleri ve baz hasarı.................................................................6
2.3.DNA ONARIM MEKANİZMALARI....................................................................7
2.3.1. Direkt Onarım ya da hasarın geri döndürülmesi ............................................8
2.3.1.1.Fotoreaktivasyon .......................................................................................8
2.3.1.2. O-6-metilguanin onarımı..........................................................................8
2.3.1.3 .Basit tek zincir kırıklarının ligasyonu ......................................................9
2.3.2. Eksizyon (kesip çıkarma) Onarımı..................................................................9
2.3.2.1 Baz eksizyon onarımı (BER) (base excision repair) ...............................10
2.3.2.2. Nükleotid eksizyon onarımı (NER) (nucleotide excision repair) ..........11
vii
2.3.2.3. Yanlış eşleşme (Mismatch) eksizyon onarımı (MER) ...........................12
2.3.3. Rekombinasyonal Onarım.............................................................................13
2.3.4. SOS Onarımı .................................................................................................14
2.3.5. DNA çift-Zincir Kırığı Onarımı....................................................................14
2.3.5.1. Serbest Uçların Homolog Olmayan Bağlanması (NHEJ)......................15
2.3.5.2. Homolog Rekombinasyon (HR) ............................................................16
3. DNA ONARIMI VE KANSER ................................................................................17
3.1.KOLON KANSERİ ..............................................................................................18
3.1.1.KOLON KANSER GENETİĞİ .....................................................................18
3.1.2.KOLEREKTAL KARSİNOGENEZDE MOLEKÜLER
GENETİK
DEĞİŞİKLİKLER...........................................................................................................20
3.1.2.1.Tümör supresör genlerdeki değişimler....................................................21
3.1.2.1.1 APC geni mutasyonu .......................................................................21
3.1.2.1.2.P53 geni mutasyonu .........................................................................22
3.1.2.1.3.DCC geni mutasyonu .......................................................................22
3.1.2.1.4.p16INK4 VE Retinoblastom geni(Rb):............................................23
3.1.2.2. Protoonkogenlerin aktivasyonu..............................................................23
3.1.2.3.DNA onarım genlerindeki değişiklikler..................................................24
4. KOLON KANSERİNDE TEDAVİ..........................................................................26
4.1.Cerrahi tedavi ........................................................................................................26
4.2.Kemoterapi............................................................................................................26
4.3.Radyoterapi ...........................................................................................................27
4.4.İmmünoterapi ........................................................................................................28
5. SONUÇ………...........................................................................................................29
6. KAYNAK ...................................................................................................................30
ÖZ GEÇMİŞ..................................................................................................................33
viii
KISALTMALAR
DNA
: Deoksiribo Nükleik Asit
RNA
: Ribo Nükleik asit
HNPCC
: Herediter Nonpolipozis Colorektal Cancer
FAP
: Familyal Adenomatöz Polipozis
NER
: Nükleotid eksizyon onarımı(nucleotide excision repair)
UV
: Ultra Viole (mor ötesi)
XP
: Xeoderma pigmentosum
CS
: Cockayne syndrome
TTD
: Trichothiodystrophy
MER
: Yanliş eşleşme(Mismatch) eksizyon onarımı (Mismatch Excision
repair)
MSH
: Melanosit Stimulan hormonu(Melanocyte-stimulating hormone)
NHEJ
: Serbest uçların holmayan bağlanması(Non-homologous end joining)
MSI
: Microsatellite Instability Phenotype
BCG
: Bacillus Calmette Guerin(Verem Aşısı)
APC
: Adanematöz Polipozis Koli
DCC
: Deleted in colorektal cancer
RB
: Retinoblastom geni
DSB
: Çift zincir kırıkları(double-strand breaks)
KRK
: Kolorektal kanser
ix
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil 1: Baz Çifti Mutasyonları ....................................................................................... 4
Şekil 2:Fotoreaktivasyon ..................................................................................................8
Şekil 3:Basit tek zincir kırıklarının ligasyonu ..................................................................9
Şekil 4: Urasil glikozilaz reaksiyonu .............................................................................10
Şekil 5: Rekombinasyonal Onarım ................................................................................13
Şekil 6: Serbest Uçların homolog olmayan bağlanması (NHEJ) ...................................15
Şekil 7: DNA Onarım fonksiyonları ..............................................................................17
Şekil 8: Kolon kanserinde moleküler düzeyde çok aşamalı gelişme .............................20
Şekil 9: Kolorektal karsinomlarda adenom-karsinom sekansında izlenen moleküler
değişiklikler ....................................................................................................................21
Şekil 10: Kolon kanserinde adjuvan kemoterapi şemaları .............................................27
1
1.GİRİŞ VE AMAÇ
Kolorektal kanserler gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde görülme sıklığı artan
ölümcül hastalıkların başında gelmektedir. A.B.D’ de yapılan çalışmalar sonucunda
kanser, ölüm nedenleri arasında ikinci sırada yer almakta ve kolon kanserleri tüm
kanserler içinde ikinci üçüncü sıklıkta görülmektedir. Her yıl yaklaşık 140.000 yeni
olgu tespit edilmekte ve yaklaşık 50-60.000 kişi kolon kanserleri sebebiyle hayatını
kaybetmektedir. Diyet, çevresel faktörler, genetik faktörler gibi nedenlerle de kanser
görülme sıklığı her geçen gün artmaktadır.
Tüm organizmalar (bakteri, maya, balıklar ve insanlar dahil), kendi hücrelerini, çevresel
hasarlara karşı korumak amacıyla DNA onarım mekanizması içerirler. DNA onarımı,
hücre ölümünü, mutasyonu, replikasyon hatalarını, DNA hasarının devamlılığını ve
genomik kararsızlığı azaltan bütün işlemlerde kullanılır. Bu işlemlerde oluşabilecek
herhangi bir anormallik kansere ve yaşlanmaya yol açmaktadır. Bu sebeple DNA
onarım mekanizması kanser oluşumlarının engellenmesinde oldukça önemli bir yere
sahiptir.Bu mekanizmada meydana gelecek herhangi bir mutasyonun kanser oluşma
riskini artıracağı düşünülerek; bu çalışmamızda DNA onarım mekanizmasında meydana
gelen
mutasyonların
amaçlanmıştır.
kolorektal
kanser
oluşumundaki
rollerinin
araştırılması
2
2.GENEL BİLGİLER
2.1.HÜCRE SİKLUSU
Hücrenin hayatında bir hücre bölünmesinden diğerine kadar geçen süre hücre siklusu
(döngüsü) olarak bilinir (1).
İnterfaz dönemi: Mitozun oluşabilmesi için gerekli bir dönemdir. Genelde memeli
dokusunda 12- 24 saat sürer. Bu dönemde sürekli protein üretimi, RNA sentezi ve
boyutta büyüme meydana gelir. İnterfaz dört basamakta gerçekleşir: Gap0 (G0), Gap1
(G1), S (sentez) dönemi, Gap2 (G2) (2).
G0 : Hücre bölünmeyi terk etmiştir. Bu dönem geçici veya nöral hücrelerde olduğu
gibi uzunca bir süre olabilir (2).
G1: Hücre boyutu artar, RNA üretimi ve protein sentezi meydana gelir. Bu dönemde
bir hücre kontrol mekanizması aktif durumdadır. DNA sentezi için gerekli herşeyin
hazırlanması bu dönemde sağlanır (2).
S dönemi: DNA replikasyonu bu dönemde gerçekleşir. DNA elemanları iki katına çıkar
(2).
G2: DNA sentezi ve mitoz arası dönemdir. DNA sentezi durur, hücre büyümeye devam
eder ve yeni proteinler sentezlenir. Bu dönemin sonunda başka bir kontrol noktası
hücrenin mitoz ve bölünmeye ilerleyişini belirler. (2) Tamir mekanizmalarından
kaçmış hasarlı DNA veya replike olmamış DNA bu fazda kontrol edilir (3).
Mitoz veya M dönemi: Hücre gelişimi ve protein üretimi genelde durur. Hücre
birbirinin benzeri iki hücreye ayrılır. Mitoz interfazdan kısa olup 1- 2 saat sürer. Mitoz
döneminin ortasında bir kontrol noktası ( metafaz kontrol noktası) bulunur ki hücrenin
3
tam bölünmesini sağlar. Mitozu takiben oluşan yeni hücreler G0 ya da G1 dönemine
girer (2).
2.2.MUTASYON
Mutasyon genetik materyaldeki kalıtsal değişikliklerdir. Bu değişiklik somatik
hücrelerde veya gamet hücrelerinde olabilir (4). Mutasyona uğrayan genin ürünü olan
protein ya da enzimin yapısı bozulur. Bunun sonucu olarak da proteinin fonksiyon
görememesi ile yapısal değişiklikler ortaya çıkar.Enzimin yapısının değişmesi ile de
canlının metabolizması değişir (5). Gamet hücrelerindeki ,sonraki nesillere aktarıldığı
için, somatik hücrelerdeki, kansere neden olabildiği için önemlidir. Normal bir insan
hücresinde replikasyon esnasında meydana gelen hata (DNA polimerazın yanlış
nükleotid yerleştirmesi) oranı 10-10 hata okuma (proofreading) mekanizmasına rağmen
ortaya çıkan hata oranı 10-8’dir (4).
2.2.1 Mutasyon Tipleri
Mutasyonlar kromozom seviyesinde veya nokta mutasyonları şeklinde olabilir (4).
2.2.1.1. Baz Çifti (nükleotid Çifti) Değişikliği Mutasyonları
İki tipi vardır. Transisyonel (Transition/pürin-pürin veya pirimidin-pirimidin) ve
transversiyonel (transvertion/pürin-pirimidin veya pirimidin-pürin) (4). Baz çifti
mutasyonları Şekil 1 de görülmektedir.
4
Transisyonel
Transversiyon
Şekil 1. Baz Çifti Mutasyonları (6)
Bir genin protein kodlayan bölgelerindeki baz değişikliği mutasyonunun sonuçları,
genin yerine ve yeni gelen baza göre değişir. Yeni gelen baz, protein dizisine yeni bir
aminoasit girişine neden olmayacak şekilde “sessiz” kalabilir. Örneğin; GCA ve GCG
kodonlarının ikisi de mRNA’da arjinini kodlar. Bu nedenle üçüncü bazda A yerine G
geçmesi değişikliğe neden olmaz. Buna sessiz/silent mutasyon denir (4).
Bir baz yer değişikliği aminoasit değişikliği ile de sonuçlanabilir. Yeni gelen aminoasit
öncekiyle aynı kimyasal özelliklere sahipse buna nötral mutasyon denir (4).
Aminoasit değişimi sonucu olması gerekenden farklı bir protein meydana geliyorsa
buna yanlış anlamlı (missense) mutasyon
denir. Örneğin; DNA zincirindeki CTC
(RNA zincirinde GAG) kodu, proteindeki glutamat kalıntısını ifade eder. Eğer DNA
zincirinde CAC (RNA zincirinde GUG) şeklinde bir değişiklik meydana gelirse bu kod,
betaglobulin proteininde valin kalıntısını ifade eder ve orak hücre anemisine sebep olur.
Protein kodlayan bir bölgede meydana gelen baz yer değiştirmesi, bir aminoasit
kodonunu sonlanma kodonuna ya da başka bir şeye dönüştürebilir. Zincirin erken
sonlanmasıyla olması gerekenden daha kısa bir protein oluşturan bu tipe anlamsız
(nonsense) mutasyon denir. Anlamsız (nonsense) mutasyonun etkileri, proteinin ne
kadar kısaltılmış olduğuna ve fonksiyon için ne kadar proteine gerek olduğuna göre
değişir (4).
5
Baz değişikliği mutasyonları, promotorlarda, genlerin 5’ düzenleyici bölgelerinde veya
intronlarda meydana gelebilir ve böylece bu genlerin ekspresyonunu etkileyebilir. Beta
talasemilerin çoğundan, globin genlerinin ekspresyonunu etkileyen, yapısal olmayan
mutasyon tipleri sorumludur (4).
Bu mutasyon tiplerinin tamamı insan globin genlerinde görülür. Sonuçları gen ürününün
ekspresyonu seviyesinde ne yaptıklarına ve/veya hangi aminoasit yer değiştirmesinin
olduğuna ve bunun proteinin neresinde olduğuna bağlıdır (4).
2.2.1.2 Çerçeve Kayması (Frameshift) Mutasyonları
Bir veya birden fazla nükleotidin delesyonu veya insersiyonu sonucu öne veya arkaya
doğru oluşan nükleotid kayması ile mutasyon bölgesinden sonraki kodonların şifreleri
değişerek farklı aminoasitlerin şifreleri ortaya çıkar (7).
Genetik kod belirli bir başlangıç noktasından itibaren 3’lu baz dizeleri halinde okunur.
Baz dizesinde bir veya daha fazla nükleotid çıkarsa (delesyon) veya eklenirse (Adisyon)
genetik kodda çerçeve kayması mutasyonu gelişir (8).
Ör: GAA (glu)/GGA (Gly)/GGU (Gly)/AAU (Asn)/ACC (Thr)/ olarak okunurken
4.sıradaki G delesyona uğrarsa /GAA (Glu)/GAG (Glu)/GUA (Val)/AUA (ile)/CC../
seklinde okunur.(8)
Bu tip mutasyon bütün aminoasit dizisini aşağı doğru kaydırır ve normal proteinden çok
farklı yapıda fonksiyonsuz bir protein oluşturur. Doğru olanın dışındaki tüm okuma
çerçeveleri bir bitirme kodonu içerebilir ve bu da mutant proteinin kısaltılmasına neden
olur (4).
2.2.2 Spontan Mutasyon Orjinleri
Spontan mutasyon hücredeki normal işlemlerin bir sonucu olarak meydana gelen
mutasyondur. Bunlar DNA’nın bir eksojen etkenle ya da mutajenle etkileşmesi sonucu
oluşurlar. Ayrıca, DNA replikasyonundaki hatalardan da kaynaklanabilirler (4).
6
Spontan mutasyonlar doğada kendiliğinden oluşur ve hiçbir çevresel etmen bu ise dahil
olmaz (9).
2.2.2.1 DNA replikasyon hataları
DNA replikasyonunda yanlış nükleotidin eklenmesiyle oluşan hata, replikasyonun bir
sonraki döngüsünde hatalı nükletidin kopyalanmasına ve mutasyona sebep olur. DNA
polimerazın hata yapma (yanlış bazı ekleme) sıklığı spontan mutasyon oluşumunu
etkiler. Polimerazların doğru çalışma oranının tipe göre değiştiği gözlenmiştir.
Polimerazın doğruluk oranını etkileyen en önemli faktör, hata okuma (proofreading)
3’-5’ ekzonükleaz aktivitesidir. Bu aktivite, polimeraz tarafından yanlış eklenen
bazların
çıkarılmasına,
böylece
replikasyon
esnasında
mutasyon
oluşumunu
engellemeye yarar (4).
2.2.2.2 Baz değişiklikleri ve baz hasarı
2.2.2.2.1 DNA bazları, tautomerizasyon sonucu spontan, yapısal değişikliklere maruz
kalırlar. Örneğin; guanin, keto ve enol olarak iki şekilde bulunabilir. Bu iki tautomer
form farklı eşleşme özelliklerine sahiptir. DNA replikasyonu esnasında, keto formda
olması gereken G, enol formda olursa, polimeraz, G’nin karşısına C yerine T ekler
çünkü baz eşleşme kuralları değişmiştir ve bu bir polimeraz hatası değildir. Sonuçta
G:C
A:T değişikliği olmuştur. Yani tautomerizasyon, transisyonel mutasyona neden
olur. Timin de enol formda, adenin ve sitozin ise amino veya imino formda
bulunabilirler (4).
2.2.2.2.2 Hücrelerde meydana gelen diğer bir mutajenik olay, baz degradasyonudur.
Sitozinin deaminasyon sonucu urasile dönüşümü, hücrelerde gerçekleşme oranı yüksek
bir diğer mutajenik işlemdir. Deaminasyon, DNA’da normalde bulunmaması gereken
urasilin fark edilmesiyle onarılır. Yoksa replikasyon sırasında U karşısına A gelmesi
sonucu C:G
T:A değişimi ve transisyonel mutasyon gerçekleşir (4).
2.2.2.2.3 Üçüncü spontan DNA hasarı tipi, serbest oksijen radikallerinin bazları hasara
uğratması sonucu gerçekleşir. Bunlar, hücrede normal oksidatif metabolizma sonucu ya
7
da radyasyon gibi fiziksel etkenler nedeniyle oluşurlar. Örneğin; oksidasyon ürünü 8oksoguaninin adeninle yanlış eşleşmesi sonucu G:C → T:A değişimi ve transversiyonel
mutasyon gerçekleşir (4).
2.2.2.2.4. Alkil gruplarının bazlara ya da DNA omurgasına eklenmesi sonucu da hatalı
eşleşme gerçekleşebilir. Örneğin; S-adenosil metiyoninin DNA ile reaksiyonu sonucu
alkilasyon gerçekleşir (4).
2.2.2.3 Spontan çerçeve kayması mutasyonları: İnsan dahil olmak üzere çeşitli
organizmalarla yapılan çalışmalarda, tekrar eden nükleotid bölgelerinin çerçeve
kayması mutasyonu için sıcak bölgeler (hotspots) olduğu belirlenmiştir (4).
Örneğin;
5’ A G T C A A T C C A T G A A A A A A T C A G 3’
3’ T C A G T T A G G T A C T T T T T T A G T C 5’
Bu dizideki 6 A:T baz çifti çerçeve kayması mutasyonu için sıcak bölgedir (4).
2.3.DNA ONARIM MEKANİZMALARI
DNA onarım hatalar, genomik kararsızlıkla karakterize sendromlara ve kanser
insidensında artışa yol açtığından, DNA onarımının nasıl gerçekleştiğinin bilinmesi
klinik kullanım açısından önem kazanmaktadır (10).
DNA onarım sistemleri hücreler tarafından DNA hasarını onarmak ve böylece
kendilerini sürekli bir genomik bütünlük bozulması tehdidine karşı savunmak için
oluşturulan bir alet cephaneliği gibidir. DNA’nın hasara yanıtında DNA hasarında rol
alan kilit oyuncularda ve yollardaki bozukluklar kansere ve başka insan hastalıklarına
yol açabilir (11).
DNA onarım genleri iki alt gruba ayrılabilir:
a) DNA onarımında sinyal iletimi ve onarımın düzenlenmesi ile ilgili genler
b) Hatalı eşleşme onarımı, baz ve nükleotid çıkarma onarımı ile ilgili genler
8
Beş onarım mekanizması şu şekilde özetlenebilir.
2.3.1. Direkt Onarım ya da hasarın geri döndürülmesi
2.3.1.1.Fotoreaktivasyon
Hasarın geri döndürülmesi onarım için en kolay yol gibi görünmesine karşın çoğu
durumda termodinamik ve kinetik nedenlerden dolayı pek mümkün değildir. Bazı
durumlarda enzim aracılığı (Fotoliyaz ve O-6-Metil-DNA-alkiltrans-feraz) ile
gerçekleşen tek adımlı reaksiyonlar ile hasar onarılır. Siklobütan pirimidin dimerleri
(CPDs),
fotoliyaz
enzimi
tarafından
ayrılarak
hasar
giderilir.
Reaksiyona
fotoreaktivasyon denir (şekil 2). UV ile oluşan pirimidin dimerlerine spesifiktir. Sadece
pirimidin dimerlerini kırdıklarından hata olasılığı yoktur (10).
Şekil 1:Fotoreaktivasyon (6)
Fotoreaktivasyon: UV radyasyonu timin dimeri oluşumuna neden olur. Işık etkisi ile
fotoliyaz grupları arasındaki halka oluşumunu ortadan kaldırır (6).
2.3.1.2. O-6-metilguanin onarımı
O-6-metilguanin, alkilleyici ajanlar varlığında oluşur ve yüksek oranda mutajeniktir.
9
O-6-metilguanin-DNA metil transferaz enzimi, DNA daki yanlış metillenen bazların
CH3 gruplarının kendi sistesin rezidülerine transfer ederek normal guanin oluşumunu
sağlar. Bunu yaparken enzim de geri dönüşümsüz olarak baskılanmış olur ve işlev dışı
kalır. Bu onarımda enzimin özgünlüğü kadar sayısı da önem kazanmaktadır (10).
2.3.1.3 .Basit tek zincir kırıklarının ligasyonu
X-ray ya da peroksidler gibi bazı ajanlar DNA zincirinde basit kırıklara neden
olabilmektedir. Bir zincirde meydana gelen basit kırıklar DNA ligaz enzimi ile hemen
onarılmaktadır. Enzim enerji gerektiren bir reaksiyon ile 5’ fosfat grubu ile 3’OH grubu
arasındaki fosfodiester bağını oluşturarak onarımı gerçekleştirir (Şekil 3) (10).
Şekil 2:Basit tek zincir kırıklarının ligasyonu (6)
2.3.2. Eksizyon (kesip çıkarma) Onarımı
Bu onarım tüm prokaryot ve ökaryot organizmalarda bulunan en önemli onarım sistemi
olup 3 temel basamak içerir. Eksizyon onarım mekanizmasında DNA daki hasarlı bazın
oligonükleotid parçaları çıkartılıp bu bölgenin doğru bazlarla doldurulması ve oluşan
çentiğin ligasyonla kapatılması ana prensiptir (10).
10
1. Bozuk bölge veya hata tanınır ve enzimatik olarak bir nükleaz tarafından kesipçıkarılır.
2. DNA polimeraz I, sağlam zincirdeki nükleotidlere uygun olarak boşlukları doldurur.
3. DNA ligaz ile çentik yapıştırılır ve boşluk tamamen kapanır (12).
2.3.2.1 Baz eksizyon onarımı (BER) (base excision repair)
Bu onarım DNA bazlarının spontan hidrolizi ve onları kimyasal yolla değiştiren
etkenler nedeniyle oluşan azotlu bazların hasarının onarılmasıyla ilgilidir. Onarımın ilk
basamağında kimyasal olarak değişen bazın DNA glikozilazlar tarafından tanınması
vardır. Enzim bazla şeker arasındaki glikozidik bağı koparır ve aprimidinik (AP) bölge
oluşturur. Bazı olamayan bu tür bir şeker, daha sonra AP endonükleaz olarak
adlandırılan
bir
enzim
tarafından
tanınır.Endonükleaz,
AP
bölgesinin
şeker
omurgasında bir çentik oluşturur. Bu durum DNA sarmalında kesip-çıkarma onarımınca
tanınan bir bükülme yaratır, aktive edilen kesip-çıkarma onarımı hasarı düzeltir (12).
Şekil 3: Urasil glikozilaz reaksiyonu (36)
11
Urasil glikozilaz reaksiyonu: Urasil glikosidik bağı hidrolize ederek urasil DNA’dan
uzaklaştırır. Geride apurinik(burada apimidinik)bölge kalır. Apurinik endonükleaz
apurinik bölgenin 5’pozisyonundan keser. Bu durumda 3’OH kısmı açılır. Ekzonükleaz
ise apurinik Bölgenin 3’ ucunu keser ve 5’ucu Açıkta bırakır. Oluşan boşluk DNA pol I
tarafından doldurulur (6). Şekil 4 de urasil glikozilaz reaksiyonu görülmektedir.
2.3.2.2. Nükleotid eksizyon onarımı (NER) (nucleotide excision repair)
DNA bazları üzerinde büyük eklentiler oluşturan birçok farklı hasarı tanıyabilen bir
onarım mekanizmasıdır (13). Bu mekanizmanın mikoplazmadan memelilere kadar geniş
bir yelpazedeki organizmalar tarafından kullanıldığı belirlenmiştir. Birçok DNA
hasarının özellikle de heliks distorsiyonuna neden olanların onarımında etkindir.
İnsanlarda güneşten gelen UV ışığının karsinojenik etkilerine (dimerler) ve sisplatin, 4nitrokuinolin oksid gibi etkenlerle reaksiyon sonucu oluşan büyük eklentili hasarlara
karşı önemli bir savunma mekanizmasıdır (10).
NER mekanizmasının işleyişi
1.Hasarın tanınması
2. Protein kompleksinin hasarlı bölgeye bağlanması
3. ~24-32 nükleotid uzunluğunda bir fragment içinde bırakacak şekilde lezyonun her iki
tarafından hasarlı zincirin kesilmesi (insizyon)
4. Hasarı içeren oligonükleotidin uzaklaştırılması (degradasyon)
5. DNA sarmalı üzerinde meydana gelen boşluğun DNA polimeraz tarafından
doldurulması (polimerizasyon)
6.Ligasyon aşamalarından oluşmaktadır (10).
Başarılı bir NER prosesi için 30 dan fazla protein gerekmektedir. NER yolağında
Lezyonların genel özelliği DNA kimyasının modifikasyonu ve DNA çift sarmalının
helikal distorsiyonudur. Nükleotid eksizyon onarım mekanizmalarının genom
bütünlüğünü koruyucu ve hayatın devamlılığını sağlayıcı işlevleri, nükleotid eksizyon
onarım proteinlerinden herhangi birini kodlayan genlerdeki mutasyonlar sonucu oluşan
nadir görülen, otozomal resesif geçişli üç sendromla anlaşılabilir. Bu sendromlar
12
Xeroderma pigmentosum / XP, Cockayne syndrome / CS,Trichothiodystrophy / TTD
olarak isimlendirilmiştir (10,14).
2.3.2.3. Yanlış eşleşme (Mismatch) eksizyon onarımı (MER)
Bu onarım mekanizması, DNA replikasyonu esnasında meydana gelen ve çift sarmalda
anormal boyutlara neden olan, normal bazların hatalı eşleşmesi şeklindeki hataları
düzeltir. DNA replikasyonu doğruluğunun en son sorumlusudur (10).MER sistemi
küçük tek zincir DNA halkalarının ve yanlış eşleşmenin replikasyon sonrası tamirinden
sorumludur (15). Örneğin, E. coli’de hatalı eşleşme 7 proteinden oluşan bir sistem
tarafından belirlenir. Bu proteinler, mutS, mutL, mutH, uvrD, ekzonükleaz I, SSB ve
DNA polimeraz III tür. E. Coli DNA’sında, (5’) GATC dizisindeki adeninler özel bir
metilaz olan “Dam Metilaz” tarafından metillenmiştir. Replikasyon esnasında kalıp
zincir metillenmiş durumdadır. Ancak, yeni sentezlenen zincir birkaç dakikalık bir
gecikme ile metillenir. Bu zaman sürecinde yeni zincirdeki hatalı eşleşen bazlar mutS
tarafından tanınır. Sırayla mutL ve mutH bir kompleks oluşturmak üzere sisteme
katılırlar ve DNA boyunca çift yönlü olarak metilenmemiş bir GATC buluncaya kadar
hareket ederler. MutH’deki endonükleaz fonksiyonu metil grubunun karşısında
metillenmemiş zincire bir çentik atmak üzere aktive olur. Metillenmemiş zincir
ekzonükleaz I, SSB ve uvrD helikaz’ın birlikte hareketi ile uzaklaştırılır. DNA
polimeraz III doğru DNA zincirini tekrar oluşturur ve ligasyon ile onarım sona erer.
GATC bölgesi ile hatalı eşleşme arasındaki uzaklık en çok 1000 bç olabilir. Bu nedenle
hatalı eşleşme onarımı etkili bir onarım mekanizması değildir (4).
İnsan hatalı eşleşme onarım proteinleri:
E. coli İnsan
MutS MSH2 – MSH6
MutS MSH2 – MSH3
MutS MSH4 – MSH5
MutL MLH1 – PMS2, PMS1, MLH3 (4).
13
MER işleyişinde MSH2-MSH3 ve MSH2-MSH6 gibi iki farklı heterodimerik
kompleksi içeren çeşitli proteinler yer almaktadır. Hatalı eşleşme onarım mekanizması
genlerinde mutasyon olan bireylerin kalıtsal nonpolipozal kolon kanserine (HPNCC)
yatkın oldukları tespit edilmiştir (16).
2.3.3. Rekombinasyonal Onarım
DNA’ların zarar görmüş parçasının değiştirilmesinde kalıp olarak kullanılacak
tamamlayıcı ipliğin bulunmadığı durumda kullanılan bir onarım mekanizmasıdır (17).
Şekil 4: Rekombinasyonal Onarım (6)
Timin dimeri gibi bir lezyonu içeren DNA replike olurken DNA polimeraz önce
lezyonda duraklar ve yeni sentezlenen zincir boyunca bir boşluk bırakarak lezyonun
üzerinden atlar. Bu boşluğa bir yanıt olarak RecA proteini rekombinasyonel bir değiştokuş işlemi ile başlangıçta hasarsız komplementer dizide bulunan bir segmenti bu
14
boşluğa sokup onu tamamlar. Bu işlem "verici" zincirde bir boşluk bırakır. Bu boşluk
daha sonra doldurulur.(Şekil 5) (10).
2.3.4. SOS Onarımı
DNA hasarının yüksek oranda olduğu ve diğer onarım mekanizmalarının başarılı
olamadığı durumlarda devreye giren acil cevap sistemidir. Hücrelerde çok ciddi DNA
zararlarına karşı acil yanıt olarak DNA onarım enzimlerinin sayısının artmasıdır. DNA
sentezi sırasında,bir lezyonun üzerinden atlamak yerine, sistem DNA polimerazın
lezyon karşısında replikasyonu devam ettirmesini sağlar. Fakat replikasyonun
doğruluğundan fedakarlık edilir. Bu nedenle hataya meyilli sistem de denir (10).
2.3.5. DNA çift-Zincir Kırığı Onarımı
DNA çift zincir kırığının kaynakları arasında iyonize radyasyon, topoizomeraz
inhibitörleri(etoposid, adriamisin) ve V(D)J rekombinasyonu sayılabilir (10).
İyonize radyasyona maruz kalan DNA sarmalının her iki zincirinin kırılması durumunda
bu onarım mekanizması devreye girer (12).
DNA çift zincir kırıkları (DSB), DNA hasarının en yıkıcı şeklidir. Onarılmazsa
kromozomların kırılmasına ve hücre ölümüne varan sonuçlar doğurabilir. Yanlış
onarılırsa kromozom translokasyonuna ve kansere sebep olur. DSBs ye neden olan en
önemli eksojen ajan iyonize radyasyondur (10).
NER ve MER proteinleri DSB onarımını 3 aşamada etkiler.
1. NER ve MER proteinleri HR/NHEJ işleyişini fiziksel olarak kolaylaştırır
2. DNA zinciri ve çeşitli küçük DNA yapı değişikliklerini hatırlama yeteneği, primer
hasar oluşumunda NER ve MER onarımına katkıda bulunur.
3. çeşitli NER ve MER proteinleri primer hasarın reorganizasyonu ve hücre siklusu
kontrol noktalarının indüksiyonu arasındaki sinyal iletiminde önemli rol oynamaktadır
(10).
15
2.3.5.1. Serbest Uçların Homolog Olmayan Bağlanması (NHEJ)
Ku 70-Ku 80 (DNA-bağımlı protein kinaz katalitik subunit) kompleksleri DNA kırık
uçlarına bağlanırlar. DNA bağımlı protein kinaz aktive olarak diğer proteinlerin hasar
bölgesine gelmelerini sağlar. Bu protein komplekslerinin formasyonu DNA ligaz IVXRCC4 kompleksinin kırık uçları bağlamasını sağlar (15). Bu işleyiş homolog bir
kromozomdan faydalanmaksızın DNA uçlarının bağlanmasının biyokimyasal bir
yoludur. Çünkü kırık DNA uçları bağlanabilir durumda olmayabilir ve bu yol bazen
genetik bilgide kayıba neden olur. Homolog olmayan uç bağlanmasındaki hatalar
iyonize radyasyon duyarlılığına ve immün yetersizliğe neden olur. X ışınları ve
peroksidler gibi bazı kimyasallar DNA omurgasında kırıklara yol açar. Tek zincirdeki
basit kırıklar DNA ligaz tarafından onarılır. Ancak, DNA ligaz, sadece, 5’-fosfat ve 3’hidroksil gruplarına sahip uçları birleştirebilir (10) (Şekil 6).
Şekil 5: Serbest Uçların homolog olmayan bağlanması (NHEJ) (10)
Ayrıca NHEJ onarım yolundaki hataların Burkitt lenfoma, KML (Philadelphia
kromozomu)gibi kanserlerle ilişkili translokasyonlara da neden olduğu gösterilmiştir
(10).
16
2.3.5.2. Homolog Rekombinasyon (HR)
DNA çift zincir kırıkları, genetik bilgi korunarak, homolog DNA ile rekombinasyon
aracılığıyla onarılabilir. Mayalarda bu yol çift zincir kırığı onarımında baskın olarak
kullanılır. İnsanda homolog olmayan uç bağlanması ile eşit önemdedir. Homolog
rekombinasyonda görev alan BRCA1 ve BRCA2 genlerinde olan mutasyonlar ile meme
ve over kanserleri arasında ilişki bulunmuştur (10).
17
3. DNA ONARIMI VE KANSER
Kanser gelişimi basamak basamak gelişen bir süreçtir, normal somatik hücreler
mutasyonlar oluşturur ve bu sayede dokudaki normal işlevlerini yerine getirmezler ve
sağ kalabilmek için kendi kendilerine yeterli hale gelirler. Mutasyonların sayısı hastanın
yaşına, genetik duyarlılığa ve hastanın yaşam boyu maruz kaldığı karsinojenlere bağlı
olarak değişkenlik gösterir (18).
Tümör baskılayıcı genlerin mutasyonel inaktivasyonu ve onkogenlerin aktivasyonu
birçok kanser türünün gelişimi ile bağlantılıdır. Mutajenite ve karsinojenite arasındaki
ilişki, hem karakteristik mutasyonlara neden olan kimyasal maddelere maruz kalma
sonucu gelişen kanserlerle, hem de DNA onarım hataları sonucu artan kanser riski ile
anlaşılabilir. Genetik kararsızlık kanserin karakteristik özelliğidir ve kanserler, genetik
kararsızlığa neden olan bir mutasyon oluştuktan sonra, bu mutasyonların çoğalmasıyla
oluşur. Normal hücreden kanserli bir hücreye geçişte, hücre siklusunun düzenlenmesi
apoptozis, hücre farklılaşması ve diğer birçok hücre fonksiyonunu etkileyen birçok
spesifik mutasyon gereklidir. Kanser, yalnızca bir hücrede birçok farklı gende mutasyon
olursa ortaya çıkar (4). Şekil 7 de DNA onarım fonksiyonları görülmektedir.
Şekil 6: DNA Onarım fonksiyonları (4)
18
DNA onarımındaki hatalar da genetik kararsızlığa neden olurlar. Kanserlerin çoğunluğu
tamir edilmemiş DNA hasarından kaynaklanır, onarım sistemindeki bozukluklar da bu
işlemlerde yer alan enzimlerdeki mutasyonlar gibi kanserin kalıtsal türleriyle ilişkilidir.
Örneğin, kalıtsal non-polipozal kolorektal kanser, hatalı eşleşmenin onarımındaki
bozukluktan, kolorektal kanser ise baz çıkarma onarımındaki bir bozukluktan
kaynaklanır (4).
3.1.KOLON KANSERİ
Kolon adenokarsinomu, gastrointesinal sistemin en çok rastlanan kanseridir. Bütün
dünyada önemli bir morbidite ve mortalite nedeni olup, dünya genelinde yıllık
1.000.000’da fazla kişide hastalığın geliştiği tahmin edilmektedir (19). Rektal kanser ile
birlikte değerlendirildiğinde, erkeklerde prostat ve akciğer, kadınlarda meme ve akciğer
kanserinden sonra üçüncü sıklıkta görülmektedir. Erkek ve kadınlarda görülen
kanserlerin yaklaşık % 10’unu kolorektal kanser oluşturmaktadır. Amerika Birleşik
Devletleri (ABD)’de kansere bağlı ölüm nedenleri arasında kolorektal kanser ikinci
sırada yer almaktadır (20). Normal yapıdaki hücrenin kanser hücresine dönüşmesi olan
neoplastik süreç, farklı dokularda değişik hızlarda ilerlemesine rağmen belirli bir zaman
gerektirir. Bazı ailesel kanserler dışında kolorektal kanserler bu nedenle ağırlıkla ileri
yaşlarda gözlenir (21).
3.1.1. KOLON KANSER GENETİĞİ
Kolon kanserinin tümör supresor genlerin mutasyonel inaktivasyonu ile onkogenlerin
mutasyonel aktivasyonu sonucu geliştiği düşünülmektedir (22).
Onkogenlerin aktivasyonu. Karsinogenezde, onkogenlerin mutasyonel değişikliklerle
aktive olması gerekir. Bunlar ya tek nokta mutasyonu şeklinde veya aşırı ekspresyon
şeklinde olur. Yalnız bir allelin değişikliği malign değişiklikleri başlatmak için yeterli
olabilir. Bu etki transdominans olarak adlandırılır. Kolon tümörlerinde en sık izlenen
onkogenler; c-myc ve c-Ki-ras’tır. Daha nadir olarak etkilenenler c-src, c-myb ve c-erbb2’dur C-Ki-ras onkogeni hücre membranından mitojenik mesajların iletiminde rol
oynayan bir proteinin sentezinden sorumludur. Bu onkogende ki nokta mutasyonlar
19
Kolon ve rektum kanserlerin %39-71, adenomatöz poliplerin %42’sinde izlenir.c-myc
onkogeni kolorektal tümörlerde aşırı ekspresyonla aktive olur. Bu onkogenin DNA
sentezi için gerekli olabilecek nükleer fosfoproteini kodlayacağına inanılır. Adenom ve
KRK’li hastalarda olguların %60-70’inde RNA’da c-myc düzeyleri artmıştır (22).
Tümör supresor genlerin inaktivasyonu. Onkogenlere göre bu genler resesif aktivite
paterni gösterirler. Nokta mutasyon, delesyon, ya da her ikisinde de her 2 allelin
inaktivasyonu
gereklidir
FAP(Familyal
Adenomatöz
Polipozis)
sendromu
APC(Adenamatöz Polipozis Koli) tümör supresor geninde nokta mutasyon sonucu
gelişir. APC geni germline kalıtılır ve 5. kromozoma lokalizedir (5q21) . DCC (deleted
in colorectal cancer) geni, kromozom 18’de yerleşen bir tümör supresor geni olup,
KRK’lerin %73, ade-nomaların ise %11’inde aktivedir . Kromozom 18q kaybı hücreler
arasındaki ilişkinin bozulmasına ve böylece tümör büyüme ve invazyonuna katkıda
bulunur (22).
Kolon kanserinde moleküler düzeyde çok aşamalı gelişme:
Normal bir kolon epitelyum hücresinin karsinom özelliğini kazanabilmesi ve metastaz
yapabilme yeteneğini kazanması bir dizi mutasyona bağlıdır şekil 8 de görülmektedir.
Normalde bu süreç uzun yıllar alabilmektedir. Ancak tamir genlerindeki mutasyona
bağlı olarak genomik instabilite gelişirse söz konusu olaylar dizisi hızlanabilir (23).
20
Şekil 7: Kolon kanserinde moleküler düzeyde çok aşamalı gelişme (23)
3.1.2.KOLEREKTAL
KARSİNOGENEZDE
MOLEKÜLER
GENETİK
DEĞİŞİKLİKLER
Kolorektal kanser normal dokuda büyümeyi kontrol eden moleküler mekanizmaların
bozulmasına yol açan bir seri genetik değişikliklerin birikimi sonucunda oluşmaktadır.
Karsinogenezde ilk değişiklikler hücre büyümesi ve programlanmış hücre ölümü
arasındaki normal dengeyi etkileyen olaylardır. Kolorektal tümörler onkogenlerin
mutasyonel aktivasyonu ve tümör supresör genlerin mutasyonel inaktivasyonu
sonucunda oluşurlar (24). Şekil 9 da kolorektal karsinomlarda moleküler değişiklikler
görülmektedir.
21
Şekil 8: Kolorektal karsinomlarda adenom-karsinom sekansında izlenen moleküler
değişiklikler (25)
Günümüzde kolorektal kanser gelişimine sebep olan genel değişiklikleri üç temel grupta
incelenebilir.
1.Tümör supresor gen aktivitesinin azalması ya da kaybolması
2.Protokogenlerde oluşan değişiklikler
3.DNA onarım ile ilgili genlerdeki değişiklikler (26,27)
3.1.2.1.Tümör supresör genlerdeki değişimler
Tümör supresor genler resesiv karakterde olduğundan iki allel gende mutasyon ya da
kayıp
olduğunda
aktivitelerini
kaybetmekte
ve hücre programlanmış
ölümü
engellenmektedir. Bir tümör supresör gen olan APC geninin inaktivasyonu ile başlayan
kolarektal kanserin yaklaşık % 70 ile 80 nın patogenezinde rol oynamaktadır (26).
3.1.2.1.1 APC geni mutasyonu
Familyal
adenomatöz
polipozisli
hastalarda
5.
Kromozomdaki
delesyon
bu
kromozomun uzun kolundaki APC geninin tanımlanmasına yol açmıştır(5q21).APC
22
geni
mutasyonunun
düşünülmektedir.
kolorektal
APC
karsinogenezin
genindeki
allelik
erken
delesyonlar
dönemlerinde
FAP
oluştuğu
dışındaki
kolon
adenomlarının %20-50’sinde ve kolon karsinomlarının %60-80’inde rastlanmaktadır
(26). APC, beta katenine bağlanarak hücre büyümesi ve hücre ölümünü düzenler.
Ayrıca hücre hareketi ve mitotik iğ gelişimini etkileyen mikrotübüllerle birlikte lokalize
olur.APC kesilmesinin, hücre çoğalmasını değiştirdiği ve onun yokluğunda hücrelerin
apoitozise gitme yeteneğinin azaldığı öne sürülmektedir (25). APC genindeki
mutasyonların çoğu APC proteininin kısalmasının sonucu oluşmaktadır (35). APC
genindeki anormallikler aynı zamanda adezyon molekülü olan E -cadherin de oluşan
değişiklikler nedeniyle hücreler arasındaki normal adezyonların bozulmasına sebep
olmaktadır (26).
3.1.2.1.2.P53 geni mutasyonu
P53 geni bir tümör supresör gen olup 17.kromozomunda lokalize olmuştur ve bir hücre
fosfoproteini olan p53 proteinin sentezinden sorumludur. Bu protein hücre çoğalması ve
farklılaşmasınn düzenlenmesinde rol oynayan proteindir. P53 geni normalde hücre
siklusunda G1-S fazları arasında geçen sürede hücrenin oluşabilecek DNA
hasarlanmasında karşı korunmasını sağlamaktadır. P53 geninin inaktivasyonu
adenomun karsinoma dönüşümüne aracılık etmektedir. Kolon kanserinde kromozom
17p nın delesyona uğrayan kısmı P53 geni içeren kısmıdır ve sıklıkla p53 geninin bir
alleli delesyona uğramışken diğer allelde nokta mutasyon bulunmaktadır (26). P53
tümör baskılayıcı protein hücre siklusunun kontrolünde, DNA bütünlüğü ve hücre
canlılığında çok işlevli bir transkripsiyon faktörüdür. P53 geni ve onun fonksiyonlarıyla
bağlantılı genler komplike bir gen şebekesi oluştururlar. Gen şebekesinde oluşabilecek
güçlü bir bağlantı kopukluğu durumunda, engellenen P53 geni birçok bozukluğa neden
olur (28).
3.1.2.1.3.DCC geni mutasyonu
DCC bir supresor gendir ve 18. Kromozomunda lokalize olmuştur(18q21). Bu genin
delesyonu kolorektal kanserlerin % 70 inde ve ileri derecede displazi gösteren
adenomların yaklaşık yarısında saptanırken hafif displazi gösteren adenomlarda
23
görülmemektedir.DCC geni normal kolon mukozasında da yapılmakta olan ve hücre
adezyon moleküllerinde benzer bir protein sentezini düzenlemekte (E cadherin),adezyon
molekülüne benzer bu protein sentezlenemediğinde hücreler arası etkileşimin neoplazik
transformasyonla sonuçlanacak yönde değiştiği düşünülmektedir (26). DCC varlığı 2 ve
3. Evredeki kolorektal kanserlerde kötü prognozun oldukça kuwetli bir belirleyicisidir
(26,29). Kolorektal karsinomlardaki çoğu mutasyon, K-ras geninin Kodon 12’sini
etkiler.Nadir olarak N-ras geninde mutasyon görülür. Ras mutasyonları, adenom
gelisiminin
intermediate
evresi
sırasında
meydana
gelir.
Genellikle
APC
mutasyonlarından sonra görülür (25).
3.1.2.1.4.p16INK4 VE Retinoblastom geni(Rb):
Rb: hücre siklusunu düzenlemede anahtar rol oynayan nükleer bir fosfoproteindir.
Fosforile formu inaktif, defosforile formu aktiftir. G1’den S fazına geçişi engelleyen
fren görevi yapar (30). Rb, kolorektal karsinomların %80’inde eksprese edilir. Siklin
ailesiyle ve direkt p53’ü aktive eden E2F adlı transkripsiyon faktörle ilişkilidir. Rb’un
kolorektal karsinomdaki biyolojik rolü, P53kadar belirgin değildir ve prognoz üzerinde
etkisi olmadığı görülmektedir. p16INK4,yoğun CpG hipermetilasyonu tarafından
inaktive edilebilir. P16, G1’e özel bir hücre siklusu inhibitörüdür ve bunun
inaktivasyonu hücre siklus kontrolünün bozulmasıyla sonuçlanır. P16 promoterin
hipermetilasyonu, ülseratif kolitteki displastik ve karsinomatöz dokuda bulunmuştur
(25).
3.1.2.2. Protoonkogenlerin aktivasyonu
Protoongokenler hücrede uyarı iletiminde ve hücre büyümesinin kontrolünde rol
oynayan genlerdir. Bu genlerin uygunsuz aktivasyonu tümör oluşumuna neden olur. Ras
geni bugüne kadar üzerinde en çok durulmuş onkogendir (26).
Hücre membranındaki büyüme faktörü reseptörlerinden gelen sinyallerin iletiminde rol
oynarlar. Çesitli büyüme sinyalleri p21 ras aktivasyonunu başlatır. Bu, sinyal iletimi
için gerekli bir basamaktır. Kodon 12, 13 veya 61’deki mutasyonlar; Ras
protoonkogenlerinin onkogenlere dönüşmesine neden olur ve bu otonom hücre
büyümesi ve çoğalmasıyla sonuçlanır (25).
24
İnsanda hücre içi uyarı iletisini düzenleyen bir nükleotid(guanin) bağlayan proteini
kodlayan 3 ras geni mevcuttur(k-ras, n-ras, h-ras). K-ras geni 12.kromozomun kısa
kolunda yerleşmiştir. Kolorektal kanserlerin yaklaşık %65 inde bir ras geninde nokta
mutasyonu saptanmaktadır. Ras protoonkogenlerinin aktivasyonu karsinom oluşumu
için görünmemekle birlikte küçük adenomun büyük adenoma dönüşümü surecinde rol
oynayabileceği düşünülmektedir (26).
3.1.2.3.DNA onarım genlerindeki değişiklikler
İnsanda genomu 23 çift kromozomda bulunan yaklaşık 100.000 gendeki 3 milyara
yakın nükleotidden oluşmuştur. Her bir kromozom çifti kalıtım yoluyla anne ve
babadan geçer ve kromozom üzerinde her genin allel olarak adlandırılan ve bir benzeri
bulunur. Kromozomlardaki nükleotid şifresi hücre bölünmesi sırasında kopyalanma ve
yeniden eşleşme suretiyle yeni oluşan hücrelere aktarılır. Nükleotid çiftinin
kopyalanması sırasında meydana gelen mutasyonların düzeltilmesini sağlayan onarım
genleri vardır (MMR geni). Kolon kanserlerinde kromozom kararsızlıkları, kromozom
translokasyonları ve mikrosatellit kararsızlığı gibi değişik genomik kararsızlıklar sık
görülür (26). Tablo 1 de kolon kanserine neden olan genler gösterilmektedir.
Tablo 1:Kolon kanserine neden olan genler (31)
25
Mikrosatellitler genom boyunca dağınık olarak yerleşmiş ve yüksek polimorfizme
gösteren nükleotid bölgelerdir. HNPCC’li hastaların tümörlerinde bu nükleotid
bölgesinin uzunluğunun normal dokudakine göre oldukça değişken bir özellik
gösterdiği anlaşılmıştır. MSI’nın varlığı DNA sentezi sırasında hata oluşma olasılığını
artırmaktadır. MMR genlerindeki mutasyonlar ve bu sistemin inaktivasyonu genomik
kararsızlığa ve replikasyon hatalarının artmasına sebep olur. hMLH1, hPMS1, hPMS2,
hMSH2, hMSH3 ve hMSH6 olmak üzere 6 MMR geni tanımlanmıştır. Bunlar içinde
hMSH2 ve hMLH1 deki mutasyonlar MSI ‘nın rol oynadığı kolon tümörlerinde en sık
görülen mutasyonlardır (26).
26
4. KOLON KANSERİNDE TEDAVİ
Herhangi bir kanserin tedavisinde temel amaç hastanın yaşam kalitesini koruyarak
kanseri tedavi etmek ve ileride tekrarlamasını engellemektir. Kolorektal kanserin cerrahi
tedavisinde de benzer şekilde ileride tekrarlama ihtimalini en aza indirmek esas hedeftir.
Bu, uygun yeterince etkin cerrahi ve gerekli hallerde adjuvan tedavi ile sağlanabilir
(38). Kolorektal kanserlerin tedavisi cerrahidir. Kemoterapi ve radyoterapi yardımcı
tedavi yöntemleridir (32,33).
4.1.Cerrahi tedavi
Kolon kanserlerin esas tedavisi tümörlü kısmın ameliyatla çıkarılması ve barsak
pasajının sağlanması için çıkarılan kısmın alt ve üst uçlarının tekrar karşılıklı
bağlanmasıdır. Kolonlar uzun olduğu için bu işlem kolaylıkla uygulanabilir (34). Tümör
cerrahi girişimle tam olarak çıkartılamıyorsa, mevcut semptomların rahatlatılabilmesi ya
da olası komplikasyonların önlenmesi amacıyla, daha kısıtlı rezeksiyonlar, tümörün
proksimalinden açılan saptırıcı ostomiler (kolostomi, ileostomi) ya da köprüleme (“by
pass”) gibi palyatif cerrahi işlemler de uygulanabilir (37).
Hastada kolon tümörü saptandığında, kolonun diğer bölümlerinde aynı zamanda
senkron kanser ya da adenomlar söz konusu ise ya da ailede kolorektal kanser (KRK)
öyküsü varsa, bu koşullarda tüm kolon segmentlerinde karsinom gelişme riski vardır ve
bu nedenle daha kapsamlı cerrahi tedavi seçenekleri gündeme gelebilir (37).
4.2.Kemoterapi
Günümüzde kolorektal kanser tedavisinde en çok kullanılan kemoterapotik ajan 5fluorouracil (5-FU) dir. Leucovorin, interferon alfa veya levamisol ile kombine edilmesi
5-FU’ in etkisini arttırmaktadır. 5-FU ile leucovorinin birlikte kullanılmasının nuks
27
oranını azalttığı ve sürviyi uzattığı saptanmıştır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda 5-FU,
interferon alfa ve interlokin 2’ nin birlikte kullanılması ile daha iyi sonuçlar elde
edildiği savunulmaktadır (32). Methotreksat,cisplatin,streptozotocin,vincristine de
kullanılmaktadır (34). Şekil 10 da kolon kanserinde adjuvan kemoterapi şeması
görülmektedir.
Şekil 9: Kolon kanserinde adjuvan kemoterapi şemaları (39)
4.3.Radyoterapi
Kolorektal kanserler genellikle radyoterapiye dirençlidirler. Ancak preoperatif dönemde
adjuvan olarak, postoperatif dönemde ise nüksleri önlemek amacıyla kullanılabilir (32).
Hastalığın lokal kontrolü açısından önemlidir.Ağrı kontrolünde yararlıdır (34).
Hastalarda tümör yatağı cerrahi klipslerle işaretlenip 25-28 fraksiyonda 45-50 Gy
dozunda radyoterapi verilir. İnce bağırsak dozu 45 Gy aşmamalıdır. Radyoterapi
eşzamanlı 5 fluorourasilli kemoterapi ile uygulanmalıdır. Doku toksisitesi tomoterapi ile
azaltılabilir. Yakın veya pozitif cerrahi sınır var ise, doz artırımı düşünülmelidir (39).
28
4.4. İmmünoterapi
Kemoterapötikler,özellikle 5-FU,diğer tedavi yöntemleriyle beraber kullanılmaktadır.
5-FU ‘nin BCG ile kullanılması konusunda çalışmalar yapılmıştır. Bunlarda, sağkalım
ve hastalıksız yaşam süresinde artış belirlenmiştir. Yalnız bu bulgular randomize,
kontrollü çalışmalarla desteklenmemiştir (26).
BCG ile yapılan immünoterapi,tümör kitlesi minimuma indirildikten sonra
a)Tümörün içine ya da hemen yakınına verildiğinde
b)Hastanın BCG cevabı varsa,
c)Yeterli miktarda yüksek doz verildiğinde maksimum etki gösterir (26).
Uygulama yolları doğrudan tümöre ,intradermal,intrakaviter ya da oral olabilir (26).
29
5. SONUÇ
Kolorektal kanserin gelişim basamaklarının genetik kimliği ortaya konuldukça
anlaşılmaktadır ki kanser gelişimi farklı yolakları izleyen heterojen bir hastalıktır.
Kolorektal kanser normal dokuda büyümeyi kontrol eden moleküler mekanizmaların
bozulmasına yol açan bir seri genetik değişikliklerin birikimi sonucunda oluşmaktadır.
Karsinogenezde ilk değişiklikler hücre büyümesi ve programlanmış hücre ölümü
arasındaki normal dengeyi etkileyen olaylardır. Kolorektal tümörler onkogenlerin
mutasyonel aktivasyonu ve tümör supresör genlerin mutasyonel inaktivasyonu
sonucunda oluşurlar. Günümüzde kolorektal kanser gelişimine sebep olan genel
değişiklikleri üç temel grupta incelenebilir.
1.Tümör supresör gen aktivitesinin azalması ya da kaybolması(APC geni , P53 geni
DCC geni , p16INK4 VE Retinoblastom geni)
2.Protokogenlerde oluşan değişiklikler(k-ras,n-ras,h-ras geni)
3.DNA onarım ile ilgili genlerdeki değişiklikler(MMR geni)dir. Yapılan çalışmalarda
bu genlerde meydana gelen mutasyonlar kolorektal kanser oluşumuna etkilediği
görülmüştür.
Kalıtsal non-polipozal kolerektal kanser, hatalı eşleşmenin onarımındaki bozukluktan,
kolerektal kanser ise baz çıkarma onarımındaki bir bozukluktan kaynaklanır.
Hatalı eşleşme onarım mekanizması genlerinde mutasyon olan bireylerin kalıtsal
nonpolipozal kolon kanserine (HPNCC) yatkın oldukları tespit edilmiştir.
30
6. KAYNAKÇA
1. http://ahbirdoktorolsam.ertekmar.com Erişim Tarihi: 17.04.2011
2. Gürbüzel
M.Kolorektal
karsinomlarda
p16
ekspresyonu
ve
prognostik
parametrelerle karşılaştırılması. Uzmanlık tezi. Haseki Eğitim ve Arastırma
Hastanesi Patoloji Bölümü İstanbul 2008:66
3. Ulukaya E.Akciğer Kanserleri.Tanı ve Tedavide Temel İlkeler ve Uygulamalar
Editörler: Prof. Dr. Kayıhan ENGİN ve Prof. Dr. Nihat ÖZYARDIMCI Bölüm III.
4. Bütüner Debeleç B,Kantarcı G(2006). Mutasyon,Dna hasarı,Onarım mekanizmaları
ve kanserle ilişkisi. Ankara Ecz. Fak. Dergisi 35 (2) 149 - 170 , 2006
5. www.istanbul.edu.tr/itf/itfogrenci/.../079_gen.mutasyonu.ve.dna.onarimi.pdf Erişim
Tarihi 24.11.2010.
6. www.erdalbalcan.com/DNA%20TAMIR%20MEKANIZMALARI2009.ppt Erişim
Tarihi: 10.02.2011.
7. Özkaralı E. β talasemi moleküler tanısında klasik yöntemlerle mikroarray
yönteminin karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Çukurova Üniversitesi Sağlık
Bilimler Enstitüsü Biyokimya Anabilim Dalı. Adana 2007:65
8. www.assulapia.com/tus/tus18.pdf Erişim Tarihi: 18.02.2011
9. www2.aku.edu.tr/~mkonuk/Gen%20mutasyonu.pdf Erişim Tarihi: 16.12.2010
10. Onur E, Tuğrul B,Bozyiğit F.Dna hasarı ve onarım mekanizması.Türk klinik
Biyokimya Dergisi 2009; 7(2): 61-70
11. http://whqlibdoc.who.int/publications/2009/9789283204237_tur_p189-260.pdf
Erişim Tarihi: 17.04.2011.
12. Çulcu T. İnsan hücresindeki dna hasar ve mutasyonlarının rapd tekniği kullanılarak
araştırılması. Yüksek lisans tezi .Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Biyoloji Anabilim Dalı. 2007:92
13. Verjat T, Dhenaut A, Radicella JP, Araneda S.Detection of 8-oxoG DNA
glycosylase activity and OGG1 transcripts in the rat CNS. Mutat Res 2000;460:
127-38. [PubMed: 10882853].
31
14. Gülnihal Kulaksız, Aziz Sancar. Nükleotid Eksizyon Onarımı ve Kanser. Türk
Biyokimya Dergisi 2007; 32 (3); 104–111.
15. Zhang Y, Rohde LH, Wu H. Involvement of Nucleotide Excision and Mismatch
Repair Mechanisms Current Genomics, 2009, Vol. 10, No. 4.
16. Li GM. Mechanisms and functions of DNA mismatch repair. Cell Res 2008; 18: 8598.
17. www.istanbul.edu.tr/fen/notlar/1266844099.pdf Erişim Tarihi: 17.01.2011
18. Sökmen S. Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine
Dair Temel Bilgi. Kolon ve Rektum Kanserleri. 1. Baskı. Baykan A, Zorluoğlu
A,Geçim E,Terzi C (Editörler).Türk Kolon ve Rektum Cerrahisi Derneği İstanbul,
2010 145-152 .
19. Yıldız M. Evre I-III kolon kanserinde prognostik faktörlerin araştırılması. Uzmanlık
tezi .Trakya üniversitesi tıp fakültesi iç hastalıkları anabilim dalı.Edirne 2008:63
20. Jemal A, Siegel R, Ward E, Murray T, Smigal C, Thun MJ, et al. Cancer
statistic,2007. CA Cancer J Clin 2007;57(1):43-66.
21. Nursal T , Hamaloğlu E , Enünlü T. Yaşlı kolon kanseri hastalarında cerrahi tedavi.
Arasştırma.Geriatri 1 (2): 89-92, 1998
22. Soytürk M..Kolorektal kanser epidemiyoloji ve risk faktorleri. Dokuz Eylül
Üniversitesi
Tıp
Fakültesi
İç
Hastalıkları
Anabilim
Dalı.İzmir
www.tihud.org.tr/uploads/content/kongre/7/7.28.pdf Erişim Tarihi: 07.01.2011
23. Çefle
K.Kanser
Genetiği.Klinik
gelişim
dergisi.2009;22/3:50-59
http://www.klinikgelisim.org.tr/eskisayi/kg22_3/9.pdf Erişim Tarihi: 13.11.2010
24. Volgelstein B,Fearon ER.A genetic model of colorectal tumoogenesis.Cell
1990;61:759-67
25. Uçaryılmaz E.Kolorektal karsinomlarda Dna hatalı eşleşme(Mismatch)tamir genleri
MLH-1 ve MSH-2’nin karsinogenezdeki yeri ve tümör biyolojisi ile ilişkisi.
Uzmanlık tezi .İstanbul üniversitesi Cerrahpaşa tıp fakültesi patoloji anabilim
dalı.İstanbul 2006:77
26. Alemdaroğlu K,Akçal T,Buğra D.Kolon rektum ve anal bölge hastalıkları.2.Baskı
İstanbul. Türk Kolon ve Rektum Cerrahi Derneği.2004.s 400-474
27. http://www.drahmetdobrucali.com/hastaliklar/kalin-barsak-kanseri-kolon-kanserikolorektal-kanser/ Erişim Tarihi: 02.04.2011
28. Yılmaz E,Altunok V.Kanser ve p53 geni,Avkae Dergisi 2011 ;1:19-23
32
29. www.gata.edu.tr/dahilibilimler/gastro/egitim/dersler/18.ppt
Erişim
Tarihi:
15.03.2011
30. http://tip.sdu.edu.tr/akademikyapi/dersnotlar/Patoloji/Doc_Dr_Nilgun_Kapucuoglu/
onkogen.pdf Erişim Tarihi: 18.11.2011
31. www.genomed.com.tr/katalog/genomed_urun_katalog.pdf
Erişim
Tarihi:
24.03.2011
32. http://www.molekulerpatoloji.com/ders/18.pdf Erişim Tarihi: 14.04.2011
33. Karahasanoğlu T. Kolorektal Kanserler: Tanı ve Cerrahi Tedavi. Gastrointestinal
Sistem Hastalıklar Sempozyumu, , s. 271-279 ,11-12 Ocak 200,İstanbul
34. Coşkun A.Kolon Kanseri.www.istanbulsaglik.gov.tr/w/sb/egt/pdf/kolon_kanseri.pdf
Erişim Tarihi: 03.01.2011.
35. Giardiello FM,Brensinger JD,Petersen GM, et al.The use interpretation of
commercial APC gene testingmfor familial adenomatous polyposis.
36. http://www.bio.brandeis.edu/classes/biol122a/BIOL122Mutagenesis.ppt
Erişim
Tarihi: 24.04.2011
37. Akçal T, Ertürk S. Kolon Kanseri Cerrahisi: Ameliyat Teknikleri. Baykan A,
Zorluoğlu A, Geçim E,Terzi C (Editörler). Kolon ve Rektum Kanserleri. 1. Baskı.
İstanbul. Türk Kolon ve Rektum Cerrahi Derneği.2010.s 235-248
38. Yılmazlar T, Öztürk E.Nüks Kolon Kanserinde Tedavi. Baykan A, Zorluoğlu A,
Geçim E, Terzi C (Editörler).Kolon ve Rektum Kanserleri. 1. Baskı. İstanbul. Türk
Kolon ve Rektum Cerrahi Derneği.2010.s353-364
39. Büyükünal E. Kolon Kanserinde Adjuvan / Neoadjuvan ve Metastazda Medikal
Tedavi. Baykan A, Zorluoğlu A,Geçim E,Terzi C(Editörler).Kolon ve Rektum
Kanserleri. 1. Baskı. İstanbul.Türk Kolon ve Rektum Cerrahi Derneği. 2010. s 365370.
33
ÖZ GEÇMİŞ
KİŞİSEL BİLGİLER
Adı, Soyadı
: Doğan CERAN
Uyruğu
: Türkiye (TC)
Doğum Tarihi ve Yeri: 28 Temmuz 1988, Nevşehir
Medeni Durumu
: Bekâr
Tel
: 05054746732
E mail
: [email protected]
EĞİTİM
Derece Mezuniyet Tarihi
Lise
Özel Kardelen Koleji,Nevşehir
2005
Download
Random flashcards
canlılar ve enrji ilişkileri

2 Cards oauth2_google_d3979ca9-59f8-451c-9cf7-08c5056d5753

qweeqwqwe

5 Cards oauth2_google_78146396-8b44-4532-a806-7e25cc078908

KIRIHAN GÜMÜŞ DEDEKTÖR

6 Cards oauth2_google_49cd8e53-7096-4be6-ba73-4ff7e4195b4b

Create flashcards