前言
与其他的生物学研究领域相比,分子肿瘤学领域产生较晚。它的产生可以追朔到,这一年加利福尼亚SanFranciscoHaroldVarmus和J.MichaelBishop实验室发现:正常细胞基因携带者变异后具有促发肿瘤作用的原癌基因(开创性发现),这一里程碑式的发现促使了该领域的发展。在年之前,我们对肿瘤在分子水平及细胞水平的发生机制一无所知,但那时已经具有一些有趣的线索:我们知道致癌物通常作为致突变剂发挥作用,从肿瘤组织分离出来的单个肿瘤细胞与正常组织的细胞差异显著,肿瘤的发生通常是一个长期的过程等。我们将近用了40年时间,了解了突变基因是如何调控肿瘤细胞的不同行为及这些单个肿瘤细胞是如何决定肿瘤行为的。虽然一些基本的原则已经比较清楚,但我们仍缺乏对某些关键细节的了解。系统学习肿瘤生物学前,我们先简单介绍一下细胞和有机体的生物学与遗传学特性。孟德尔达尔文
孟德尔(Mendel)、达尔文(Darwin),19世纪生物领域的巨人,他们所引领的19世纪的科学革命,对现代生物学影响巨大,没有他们提出的概念,分子生物学与当代癌症研究都是不可想象的。了解癌生物学,我们先简单的介绍下达尔文的“进化理论”及孟德尔的“遗传学体系”。图1:达尔文和孟德尔遗传学基本定律:孟德尔,代表了当代遗传学的基础。在19世纪60年代,孟德尔发现了基因如何从一个复杂的生物体传递下去的遗传定律,该定律适用于所有的有性生物体。生命体的遗传物质是由独立的信息小体组成的,而每一个信息小体都对应于一项可观测的性状。其中每一种性状都存在两种可观察的表现形式,由被称为等位基因的不同形式的基因控制。(图2)孟德尔的研究表明生命体的遗传组成(即基因型)可以划分为数百个甚至上千个独立的信息单位;那些可预测的、表面的形态(即表型)相应地也可以被细分为大量相互独立的物理或化学特性。图2:颗粒遗传学(Aparticulatetheoryofinheritance)注:图中所示的是孟德尔育种实验中所研究的豌豆植物的7种性状,当两个差异等位基因同时存在于一株植物时,其中“显性”性状(上行)通常可以被观察到,而“隐形”性状(下行)则不会被观察到。肿瘤的发展也具有显性和隐性的例子。个体的表型通常不能表明其基因型。如某一性状表型正常的个体,在基因型的水平上,可以携带控制该性状的基因的一个野生型(正常的)等位基因和一个突变型(有缺陷的)等位基因。相对于野生型等位基因,突变型等位基因是隐性的,野生型等位基因是显性的。(图3)图3:基因型和表型的差别物种基因组中的等位基因在数百万年中持续多样化,在一定程度上与达尔文最初提出的自然选择压力有关。在20世纪早期,人们并不清楚同一基因的不同等位基因是如何产生的。在20世纪20-30年代,人们开始认识到遗传信息是易变的,遗传文本中的遗传信息如同其他文本中的信息一样,是可以被改变的,即突变。在一个物种进化的周期内,突变不断地改变着他的基因组,该过程会持续几百万年,相比于较为年轻的物种,较为古老的物种的基因组种携带更多不同的等位基因。
绝大多数癌细胞的染色体都发生了变化。癌细胞往往存在各种异长结构的染色体,如整条染色体的丢失,存在额外染色体副本,以及一条染色体臂与另一条染色体臂的融合。
图4.正常与异长染色体
参考资料:TheBiologyofCancer(2ed)
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