Особливості поділу пухлинних клітин – раковий мітоз
До початку поділу клітина знаходиться у фазі росту G1. Потім настає фаза активного синтезу ДНК (S-фаза), у результаті якої утворюються дві генетично ідентичні копії хромосомальної ДНК клітини. Ці подвійні хромосоми одержали назву сестринських хроматид. На цьому етапі ще до початку мітозу хроматиди можна чітко спостерігати у світловому мікроскопі.
Безпосередньо перед початком мітозу клітина вступає у фазу G2, яка ініціюється ферментами - циклін-залежними кіназами. На самому початку мітозу, в прометафазі, кожна сестринська хроматид пов'язується з білками у своєму центромірі, що потім призведе до формування мітотичного веретена. Коли всі хроматиди зв'яжуться з білками, відбувається утворення мітотичного веретену, або метафаза. Наприкінці цього процесу ядерна мембрана зникає.
Ще одна група ферментів - комплекс промоторів анафази - розкладає білки, що перешкоджають входженню клітини в анафазу. У період анафази ці ферменти розщеплюють зв'язки, що з'єднують сестринські хроматиди один з одним, і два набори хромосом розходяться до протилежних полюсів клітини. Клітина ділиться, і дві дочірні клітини вступають або фазу тривалого спокою (фаза G0), або фазу зростання (фаза G1), як у клітинах знову починається реплікація ДНК.
На кожнійфазі клітинного ростуіснують механізми, які відстежують коректність процесів, що проходять в клітині, і не дають клітині вступити в наступну фазу при виявленні помилок. Мітоз ніколи не почнеться, доки не будуть виявлені всі помилки в клітинній ДНК. За це відповідальні ферменти р53, ATM та СНК2. Формування мітотичного веретена відбувається під контролем білків BUB1 та MAD. При деактивації цих ферментів розбіжність хромосом може статися порушеннями.
Хромосомна нестабільністьє відмінною рисою ракових пухлин, тому що їх клітини дуже часто бувають анеуплоїдні. Беручи до уваги складність мітотичних процесів, можна уявити безліч механізмів, які відповідальні за цю нестабільність. В онкології описано безліч мутацій генів, які підтримують мітотичний нормальний процес.
Наприклад, відзначаються мутації в гені р53 при різних локалізаціях раку. Втрата функціональності у білка р53 призводить до того, що при розподілі клітин не виявляються численні порушення структури ДНК, що призводить до поступового порушення генетичної структури і, в кінцевому рахунку, до розвитку злоякісних новоутворень. Деякі регуляторні білки є мішенями для вірусних онкогенів. Так вірус ВТКЛ-1 виробляє білок TAX.
Останній інактивує фермент MAD1, що веде до хромосомної нестабільності. Існує і безліч інших білків, що беруть участь у регуляції мітозу, мутації в яких призводять до розвитку пухлини, як, наприклад, АПК (мутація веде до аденоматозного поліпоідного коліту).
Нестабільність хромосомної структуриу поєднанні з характерними рисами злоякісного фенотипу (рухливість, інвазивність та метастазування) робить пухлинні клітини більш чутливими до цитостатичних препаратів, ніж нормальні клітини. Саме через таку високу чутливість у лікуванні раку можливо застосовувати цитостатичні агенти в таких дозах, які надають летальний вплив на пухлинні клітини, але не завдають незворотних ушкоджень.здорових тканин.