bioquimica del cancer, celula normal anormal

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Bioquímica del Cáncer Proceso de modificación de la célula normal a célula cancerígena Dra. Cinthya Bonilla. Sección: 1100 Grupo No. 2 Universidad Nacional Autónoma de Honduras. Faculta de Ciencias Medicas. Depto. de Ciencias Fisiológicas. Bioquímica para Medicina. Tegucigalpa MDC, Junio del 2013.

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Page 1: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Bioquímica del Cáncer Proceso de modificación de la célula normal a

célula cancerígena

• Dra. Cinthya Bonilla.

• Sección: 1100

• Grupo No. 2

Universidad Nacional Autónoma de Honduras.

Faculta de Ciencias Medicas.

Depto. de Ciencias Fisiológicas.

Bioquímica para Medicina.

• Tegucigalpa MDC, Junio del 2013.

Page 2: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Integrantes

•Alexander Galán 20041007510 #3

• Lourdes Salgado 20091012559 #19

•Andrés Medrano 20101002201 #32

• Johana Melgar 20111003062 #44

• Jalil Azzad 20111003612 #46

•Sheila Gómez 20111004199 #50

•Miguel Pinto 20111005521 #57

Page 3: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

A.- Objetivo General:

Explicar las generalidades del proceso de modificación de la célula normal a célula cancerígena.

B.- Objetivos Específicos: 1.- Identificar las modificaciones de la célula en un ciclo celular alterado.

2.- Enumerar los distintos tipos de mecanismos de defensa que tiene la célula ante un ciclo celular alterado.

3.- Enlistar los inductores carcinógenos y los fallos de los mecanismos de defensa que ocurren en presencia del cáncer.

Objetivos

Page 4: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

•El racimo de vasos inflamados en torno del tumor fue la viva imagen de un cangrejo desparramado en la arena.

Cáncer

Hipócrates

karkinos

Page 5: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

OMS: •2008: 7,6 millones de

defunciones / año •13% de las muertes a

nivel mundial. •Honduras: •Centro de Cáncer

Emma Romero de Callejas, •10,000 pacientes al

año •800 y 900 casos nuevos.

Muertes

Cáncer Otros

Page 6: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Cáncer

Grupo de células en un tejido que se multiplican de forma descontrolada y autónoma. La célula normal se convierte en célula cancerosa debido a un cambio o mutación en el ADN causadas por los fallos en los mecanismos de regulación celular.

Page 7: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Actúan las polimerasas, intervienen en la transcripción de ADN. La doble cadena vuelve a enrollarse, los cromosomas están duplicados en cromátidas.

Ciclo celular Normal

Fase S

La célula sufre cambios estructurales que la preparan para la mitosis.

Fase G2

Se prepara, se agranda y se copia la información genética, presencia de enzimas Helicasa y topoisomerasas I, II

Fase S

Page 8: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Reordenamiento genético, la división de la célula en dos células hijas Las cromátides se separan, se orientan a cada uno de los polos y se lleva a cabo la división celular.

Fase M

Las mutaciones contenidas en al ADN de la célula son localizados y reparadas para que la célula pueda continuar a la siguiente fase.

Fase G0

Page 9: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular normal

El ciclo celular

consta de 4 fases

muy

importantes.

Page 10: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular Anormal

Entra en la fase G2 que la prepara para la mitosis, luego la célula sufre cambios estructurales que la preparan para la mitosis.

En la fase S se da la replicación de

este ADN defectuoso y en

consecuencia se obtienen cromátidas

defectuosas.

La fase M, se producen dos células

hijas mutadas repetidas veces. Se

acumulan las mutaciones y se

produce cáncer.

En el ciclo celular anormal la fase G0

no se lleva a cabo de manera que la

célula entra en la fase S a pesar de

tener ADN defectuoso.

Page 11: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Modificaciones en el comportamiento

celular

Crecimiento Descontrolado

División Celular sin Restricción

Falta de Apoptosis

Cambios Físicos

División Limitada

Page 12: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

1. Crecimiento Descontrolado

Las células normales no se dividen a menos que reciban señales externas que provoquen su entrada al ciclo celular. Estas señales provienen de tres diferentes fuentes:

Modificaciones en la célula

factores de crecimiento

moléculas de adhesión célula-célula

Componentes de la matriz extracelular

Las células cancerígenas desarrollan la habilidad para

crecer en la ausencia de estos factores externos.

Page 13: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular Anormal

2. División Celular

sin Restricción

Los contactos célula-célula envían señales a las células en división provocando que dejen de dividirse.

Un mecanismo alternativo para detener la división celular es la diferenciación.

Page 14: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular Anormal

3. División Ilimitada Las células anormales:

Se dividen sin limite.

No presentan envejecimiento.

Enzima telómerasa: mantiene la integridad de los cromosomas durante la división celular.

Page 15: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular Anormal

4. Falta de Apoptosis

Proceso de Degradación, fragmentación y fagocitos de las células dañadas.

Las células cancerígenas no responden a la apoptosis.

Page 16: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Ciclo celular Anormal

5. Cambios Físicos

Algunos de estos cambios han sido identificados y pueden ser utilizados para identificar células cancerígenas. Estos cambios incluyen:

Adhesión

Celular/motilidad

Cambios

Citoesqueléticos

Cambios e el núcleo

Producción de

enzimas.

Cambios Físicos

Page 17: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Cambios citoesqueléticos: distribución y actividad de microfilamentos y microtúbulos, se afecta forma y estructura.

Adhesión celular/motilidad: La reducción de la adhesión célula-célula y célula-matriz extracelular permite que se formen grandes masas de células.

Cambios en el núcleo: La forma y organización del núcleo. Mas de un núcleo y mas grande.

Producción de enzimas: Que permite invadir tejidos vecinos, digieren las barreras que impiden la migración y propagación de las células tumorígenas.

5. Cambios Físicos

Page 18: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Metástasis de células tumorales, luego

de haber sobrepasado la división

normal y al tener contacto con el

sistema circulatorio o linfático

Cambios visibles en células

anormales. En su tamaño núcleo,

citoplasma y con la interacción con

sus vecinas

Page 19: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Pausar el ciclo celular.

Revisar que haya una réplica y transcripción

correcta del ADN.

Mantener el genoma Integro en la replicación

celular.

Mecanismos de

Defensa

Page 20: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Cambios en complejos enzimáticos

CDK- ciclina

Cinasa

Ciclina

Son enzimas que realizan la fosforilación

de proteínas, y este evento es de gran

importancia para la regulación del ciclo

celular.

Los complejos CDK-ciclina dirigen

a la célula de una fase a otra del

ciclo celular. Involucradas en la regulación del ciclo

celular .La concentración de las ciclinas

varía a lo largo del ciclo celular; cuando

su concentración es baja la función de

su correspondiente quinasa

dependiente de ciclina es inhibida

Page 21: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Mecanismos de Defensa o Reguladores

del Ciclo Celular

1. Primer Punto de Control (Fase G0):

Activación del gen p53 el guardiá del ge o a o ge supresor de tu ores

Estimulado por el daño existente en el ADN.

Induce la transcripción de genes inhibidores de CDKs (p16 y p21).

Inhiben la CDK4/6, evitando la formación del complejo ciclina D-CDK4/6.

Pausa el ciclo celular para buscar y corregir los errores en el ADN antes de la fase S.

Los mecanismos de control se llevan a cabo en dos puntos

durante el ciclo celular.

Page 22: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Este punto de control se da entre la fase G2 y la fase M.

El ATM o gen ataxia telangiectasia mutado.

Codifica la enzima fosfatidil inositol quinasa.

Regula el ciclo celular, es necesario para la fosforilación de CHK2.

La CHK2 es una enzima reguladora del proceso apoptótico que se produce cuando hay ADN dañado.

Cuando hay roturas en cadena doble.

Inhibe la fosfatasa CDC25C.

La fosfatasa CDC25C es crucial para que se produzca la mitosis.

Segundo Punto de Control:

Page 23: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Reguladores Transcripcionales

1. Gen P53:

El p53 es un gen que regula la transcripción genética.

Funciona como un regulador negativo.

Detiene el ciclo celular al final de la fase G1 permitiendo la reparación de los daños transcripcionales en el ADN.

Regula el paso de la célula de la fase G0 a la fase S, interactúa con CDK-ciclina y así inhibir la expresión genética.

Page 24: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Reguladores Transcripcionales

2. Gen Rb: El gen Rb o proteína del retinoblastoma

Regulador transcripcional, inhibe la proliferación celular.

Las células tumorales carecen de este gen.

En los tumores el gen Rb no se fosforila y pierde su capacidad de inhibición.

El factor de elongación de la transcripción E2F forma un complejo con pRb no fosforilada e impide la transcripción de genes requeridos en la fase S.

Puede participar en el proceso de apoptosis mediada por p53.

Page 25: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Reguladores Transcripcionales

3. Telomeros

Secuencias del genoma que se encuentran en los extremos de los cromosomas.

Estos impiden la pérdida y alteración de las secuencias de ADN.

Evita el envejecimiento, la muerte celular y la expresión de errores.

La unidad proteica TERT se sobreexpresa en el cáncer.

La disminución del ARN de la telomerasa inhibe rápidamente el desarrollo de la célula neoplásica.

4. Complejo NER

Las proteínas del complejo NER o MMR, localizan los sectores dañados del ADN, desdoblan la doble hélice, excluyen el segmento de ADN afectado e incorporan las secuencias correctas.

Page 26: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Fallo de los Mecanismos de Defensa

Los defectos en los mecanismos dan como resultado alteraciones

genéticas como:

• Deleciones

• Amplificaciones

• Translocaciones

• Fenómenos de no disyunción de los cromosomas

• Cambios en la polaridad del genoma.

Estos defectos son, en gran parte, los responsables de la evolución de

una célula normal hacia una con potencial tumoral.

Page 27: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

On

cog

en

es

• Contribuyen a que una célula normal se convierta en una

cancerígena. responsables de inducir o mantener el

fenotipo maligno, Pueden actuar afectando la

regulación del ciclo celular inhibiendo las vías normales

involucradas en diferenciación, apoptosis o

estimulación del ciclo celular. M

eti

laci

ón

de

l A

DN

• La metilación del ADN es una agragacion covalente de un metilo (CH3) a la posición 5 del carbono de la citosina,

reacción que se lleva a cabo mediante una metil-

transferasa de ADN. Esta modificación ocurre principalmente en la

citosinas llamadas dinucleótidos CpGs, de

manera menos frecuente se pueden observar en los

dinucleótidos CpA y CCNGG entre otros.

Fallo de los Mecanismos de Defensa

Page 28: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

• La exposición excesiva a la radiación ionizante; como los rayos X, rayos gamma e incluso a los rayos ultravioletas; puede aumentar el riesgo de cáncer.

• El radón, es un gas radioactivo que aumenta el riesgo a cáncer de pulmón.

• Alimentación: Un riesgo aumentado de cáncer de estómago se ha visto en personas que llevan una alimentación que contiene grandes cantidades de alimentos ahumados, pescado y carne salada y vegetales conservados en vinagre.

• Los nitritos y nitratos son sustancias que se encuentran comúnmente en las carnes curadas.

• Ciertas bacterias, como la Helicobacter pylori, pueden convertir a los nitritos y nitratos en compuestos que han demostrado que causan cáncer de estómago en animales.

Procesos Exógenos

Page 29: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Carcinógenos Químicos

agentes terapéuticos se usan como fármacos antineoplásicos.

Agentes alquilantes

Combustión del tabaco, también se producen a partir de las grasas animales en el proceso de preparación de las carnes, y se encuentran en las carnes y pescados ahumados.

Hidrocarburos aromáticos policíclicos

Su capacidad carcinógena se ejerce cuando son metabolizados a través de los sistemas de la citocromo P450 oxigenasa. El acetilaminofluoreno y los colorantes nitrogenados de la dieta producen carcinomas hepatocelulares.

Aminas aromáticas y colorantes

Conservadores Fármacos Hidrocarburos

Page 30: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

La aflatoxina B1, potente carcinógeno hepático producido por cepas de Aspergillus flavus presente en cereales.

Relación con la Hepatitis B.

Carcinógenos naturales

En el estómago a partir de la reacción de las aminas nitroestables y los nitratos usados como conservantes.

Convertidos en nitritos por bacterias.

Nitrosaminas y amidas.

Tabaco, cloruro de vinilo, sustancias hemangiosarcomas, arsénico, el cromo, el níquel, insecticidas (aldrina, dieldrina, clordano y los bifenilos policlorados) son carcinógenos en animales.

Agentes diversos

Carcinógenos Químicos

Colorantes Aspergillus

flavus Agentes diversos

Page 31: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

Inductores importantes:

Las especies reactivas de oxigeno (ROS).

Las especies reactivas de nitrógeno (RNS).

Activación del gen supresor de tumores (p53) puede ocurrir durante la promoción y progresión tumoral.

Ataque de Radicales Libres

Page 32: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

1.- Una célula cancerígena no responde a los mecanismos de regulación e

inhibición de división y no presentan deterioro o envejecimiento por acción de la

enzima telómerasa que actúa conservando el ADN mutado. Estas células no son

destruida por apoptosis porque eluden los mecanismos y las señales de muerte

celular desencadenadas por anormalidad. Hay cambios a nivel de citoesqueleto

como compartimentación y estructurales, sus núcleos son grandes y amorfos,

poseen enzimas que degradan otras células y su adhesividad se disminuye por

ende pude migrar y formar metástasis, además de sufrir un crecimiento

descontrolado.

2.- Como mecanismos de defensa contra las mutaciones existen los genes

reguladores (como el p53), genes que “supervisan” la transcripción del ADN en

el ciclo celular, los telómeros, secuencias de ADN en el extremo de los

cromosomas que impiden la pérdida y la alteración del ADN en el mismo, las

proteínas del complejo NER, proteínas que se encargan de localiza y reparar

daños en el ADN.

Conclusiones.

Page 33: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

3.- Los principales inductores carcinogénicos son procesos exógenos como rayos ionizantes o ultravioletas, variedad de

componentes químicos presentes en tabaco, fármacos, colorantes,

preservantes y radicales libres de oxígeno y nitrógeno todo esto

compromete la integridad celular, en las células cancerígenas

observamos que los mecanismos que fallan son: los genes reguladores se ven inhibidos, los telómeros sufren daños y el ADN

en el cromosoma sufre daños y las proteínas del complejo NER se

ven inhibidas o el ADN sufre un daño mayor de lo que el complejo puede reparar.

Conclusiones.

Page 34: Bioquimica del cancer, celula normal anormal

GRACIAS