二次突變假說

二次突變假說

二次突變學說(Knudson's two hit hypothesis):一些細胞的惡性轉化需要兩次或兩次以上的突變。第一次突變可能發生在生殖細胞或由父母遺傳得來(合子前突變),也可能發生在體細胞。第二次突變則均發生在體細胞本身。二次突變學說對一些遺傳性腫瘤的發生做出了很好的解釋。

基本信息

概念

二次突變假說認為遺傳性腫瘤家族連續傳遞時,已經攜帶了一個生殖細胞系的突變,此時若在體細胞內再發生一次體細胞突變,即產生腫瘤,這種事件較易發生,所以發病年齡較早;而散發性腫瘤家族先需要有一個細胞內發生突變產生雜合體(heterozygous),繼而再次突變失去雜合結構的兩次體細胞突變而產生的,發生率較低或不易發生,所以發病年齡一般較晚。但,第二次突變的可能性會比第一次隨機突變高,所經歷的突變時間也比第一次隨機突變時間短。

解釋

遺傳基因與腫瘤的發生 

二次突變學說二次突變學說
首先要明確一些基本的概念:染色體是生物體遺傳物質的載體,它由核酸蛋白質組成,具有儲存和傳遞遺傳信息,控制分化和發育的作用。人類細胞有46條染色體,兩兩配對,共23對。當受精卵形成時,23條染色體來源於精子(父親),另一半來源於卵子(母親),父母就通過這樣的方式將自己的遺傳物質傳給子女;基因是細胞內遺傳信息的結構和功能單位,是DNA分子中的一個片段。所謂DNA,也就是脫氧核糖核酸按一定的順序排列而成,是細胞的遺傳物質。基因決定了蛋白質的生成,不同的基因中,脫氧核糖核酸的順序不同,所產生的蛋白質也不同,這些蛋白質有的用作細胞的結構成分,有的參與調節細胞的功能,成為細胞生命活動的基本組成部分。

當基因突變時,也就是說,基因中特定的脫氧核糖核酸序列發生改變時,這使細胞的生命活動發生混亂,引起疾病。正如前面所說的,染色體DNA的載體,染色體兩兩配對,染色體上的DNA也是一式兩份,同樣基因也是成雙成對。位於同一對染色體相同位置上的基因稱為等位基因,如果兩條等位基因同時發生損傷,細胞的發病變就無法避免了。所以,腫瘤的發生是遺傳因素和環境因素共同作用的結果。即機體細胞內的遺傳物質的變化則是一切腫瘤發生的基礎,這個基礎既可能是環境因素作用的結果,也可能是遺傳作用的結果,或者兩者兼而有之。首先,染色體的不穩定性參與了腫瘤的發生。

染色體在環境因素作用下可以發生斷裂,斷裂後的染色體可能丟失,也可能改變位置,或與其他染色體結合,這些改變有時會引起染色體上的DNA基因與片段的混亂,從而影響正常功能蛋白質的產生,最終使細胞產生病變。按照一般的理解,染色體斷裂在所有染色的不同部位都有可能發生,但事實並非如此,染色體斷裂點往往集中在一些特殊的位置,而且研究都發現,這些特殊位置的染色體斷裂和它所形成的染色體結構的改變,使DNA及基因片段發生混亂,使細胞的正常生命活動失去協調,最終細胞惡變成腫瘤細胞

另外,機體內正常癌基因和抑癌基因控制著細胞的生長和發育,如果把細胞比作一輛行駛中的汽車,那么癌基因就是油門,而抑癌基因是剎車。正常的癌基因控制著細胞得以生存所必需的基本功能,如細胞的繁殖,生長、和分化等,抑癌基因則對細胞的生命活動起一定的抵製作用,以防止細胞生長過快而引起混亂。當癌基因和抑癌基因在環境因素作用下發生突變時,它們的正常功能將會喪失,細胞會毫無節制地瘋長,從而形成惡性腫瘤。這就好像汽車的剎車失靈,但油門卻被不停地往下踩,車禍肯定是無法避免的了。

以上所講的都是細胞內的遺傳物質發生變化後導致腫瘤的機理,但是,腫瘤究竟是怎樣遺傳的呢?這個問題其實到今天都沒有弄清楚。前面所說的染色體的和基因的改變結果僅發生在腫瘤細胞中,這種改變是不會遺傳的,因為精子卵子的遺傳物質並沒有發生改變,這種改變就會遺傳給子女,而且子女身體的所有細胞中都會存在這種改變,它會一代一代地遺傳下去。如果這種改變僅存在於一條等位基因上,細胞並不會發生癌變。從這裡可以看出,子女所遺傳的是腫瘤發生的危險性,而腫瘤的發生是環境因素和遺傳因素共同作用的結果。實際上,大部分腫瘤的遺傳都由多個基因控制,所以它們的發病機理要比單基因控制疾病複雜得多。

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