正文 第10章 细胞中的信号蛋白质:生长控制设施

认识突变经验,我癌症追根溯源,直细胞的中抠控制分子即DNA中的识别的变化。但是就某角度言,些遗传现索无味,并不告诉我少新东西。基因是纯粹的信息,不是精确的抽象概念。果基因孤立的分析,我并不了解少细胞鲜活的生命内容。且,构基因的DNA碱基序列揭示基因的运几无处。因此,既便我知在癌症的育程中或那基因生了突变,但我突变基因导致细胞异常生长的机制仍一无所知。幸运的是,分子生物我提供了有的逻辑思路,引领我理解基因的功。基因指令周围的细胞制造特定的蛋白质,蛋白质再担负基因的任务。蛋白质催化生化反应或者造就精密的物质结构。理解基因的工情况,必须深入了解基因蛋白质的功。

按此逻辑,前述的每一基因编码确定某一特定蛋白质的构造。在控制基因的严密关注,合的癌基因蛋白质扬帆航,始在细胞内部引变化。src基因制造一叫做PP60’”的蛋白质,ras基因的产品叫P21。一长串癌基因有一堆癌基因蛋白质相应,者有被称癌蛋白。,肿瘤抑制基因通己的特定蛋白质控制细胞的繁殖。深入了解癌症,最终从细致分析不同蛋白质的运着手。

在直面癌蛋白前,必须将它放在生物背景。尤其必须知癌蛋白的正常形式正常、健康细胞所的。正常细胞的功是我研究癌的分子畸变的基础。

某意义,癌蛋白的正常形式扮演的角色不言喻:它帮助正常细胞控制生长。不幸的是,结论并未告诉我少新内容;它差不是问题的重复。面问题别生面,有:正常细胞是何确知其生长抑制生长的机的呢?

任何候,人体中的绝数细胞处在静止状态。有在不断更新的组织结肠皮、骨髓(制造新的血细胞)皮肤处,才量欣欣向荣生长分裂的细胞。

组织细胞繁殖率的巨差异引的是老问题:些细胞究竟是何知生长的机的呢?至胚胎育的组织,情况就更复杂,此刻细胞繁殖的结果是形复杂的新组织,不是维持现有的组织构造。

尽管每细胞在其基因中有极精密的数据库,是基因并不给细胞少关键的信息片段。基因不告诉细胞己委身何处、怎达方的、身体是否求它生长。基因告诉细胞何回应外部信号,即体内远近其他不同细胞的信号。人体内的每细胞仰仗它所在的细胞群落告诉它所处的方位、达的路径及行方式。在远近不同的邻居提供的信息中,就有细胞何始生长的指令。

复杂的生物体不此,无法组。细胞彼此互相依存,戮力同,组组织、器官及最终的生物体。在群落中,体细胞的行须服从周围机体的需。因此,在生物体内,每细胞必须其他许细胞保持密切持久的联系;些联系组了将群落结合在一的网络。尽管组织内的细胞在物质已经形影不离,但通不停的换信息,它的联系更紧密。

因此,正常组织是由几百万细胞组的系统,它组稳定的社,互相传递信息表明己的需。癌组织是何遵循模式的呢?在一堆正常细胞的包围中,是什规定着癌细胞的行?

癌细胞是一叛逆者。癌细胞正常的伙伴不同,它无视周围细胞群众的需。癌细胞关己的繁殖利益。它利、不讲公德。尤关键的是,不同正常细胞,癌细胞掌握了无须周围细胞群落的推动即始生长的本领。

现在我更确切的词汇表述正常细胞何控制身的繁殖问题。在一正常细胞始生长分裂行动前,它离不外部的推动。相反,癌细胞似乎够我激活,无须借助其他细胞的推动。

那,细胞彼此间是怎刺激生长的呢?我理解了一点,就着手搞清楚癌蛋白篡夺正常细胞间的信号活动、使变无关紧的具体程。生长信使

原则,控制生长的信息通电信号或者的有机分子在细胞间传递,是,由原因,造化提供了另外一方法。在所有复杂的细胞生物体中,信息是由叫做生长因子的的溶蛋白质分子传递的。细胞释放一生长因子,因子在胞际间隙移动,最终影响它的目标——另一细胞。靶细胞的回应是启动生长分裂程序。

体内细胞释放的某些生长因子离原,通血长途跋涉,最才达合适的靶细胞。但通常生长因子分子距离很短的位移。细胞释放的生长因子影响的是近邻细胞。组织内的细胞群落主是由近距离信号联结的。

生长因子的合释放受严密监控。不合宜的释放刺激细胞在错误的间点始繁殖,正常的组织构造造灾难破坏。我细胞释放生长因子的决策机制所知有限。但是,有一些鲜活的例子使我获有关机制的一些片断。

某组织受损,凝血块止住血。形血块不少了血板,它聚集在血点,形物质屏障防止血进一步流失。与此同,血板释放几生长因子——最主的是血板衍生生长因子(PDGF)——刺激邻近的结缔组织细胞生长。些结缔组织细胞是重建受损组织、愈合创口的先锋队。

组织供氧不足,有生长因子释放。组织内的细胞释放血管内皮生长因子(VEGF)。该因子刺激邻近专司构建血管的细胞。由此,邻近VEGF释放点的毛细血管延伸至缺氧组织。延展的毛细血管系统透入组织,供给组织急需的氧气。

细胞被从活体组织中采、置培养皿中培养,生长因子细胞的刺激愈显重。培养皿中的培养中有养分——一糖、氨基酸维生素——每细胞正常新陈代谢所必须的养分,些养分仅够满足细胞的生存需。由有鲜明的生长信号,正常细胞在培养皿中彷徨,既不生长、不分裂。

有在培养基中加入血清,正常细胞才始繁殖。添加的血清中含有生长因子,其中最主是PDGF其他血清因子,表皮生长因子(EGF)胰岛素生长因子(IGF),些血清因子共同刺激培养皿中的细胞始生长。

显,正常细胞的生长离不外部信号。细胞身的决定永不令它繁殖。社的术语,正常细胞是彻头彻尾的“无主见”,它的行完全操纵在周围世界的手中。

癌细胞似乎并不循规蹈矩。即便培养基中有或有很少的血清,许癌细胞在培养皿中仍生长。说明癌细胞的生长外部信号的依赖很。癌细胞响应的似乎是其内部的生长刺激信号。照此推理,够理解癌细胞生长的答案。细胞的触角

有一套特定的分子使细胞感受周围的生长因子。在细胞表面密布着“受体”,着触角的。受体使细胞侦知游在周围环境中的生长因子。受体感受生长因子,将遭遇信息透细胞外膜传递细胞内部。正是跨越细胞膜的信息传递使细胞知邂逅的生。

受体分子的结构非常独特。它有很长的蛋白质链,一端伸入细胞胞际间隙,中间段穿越细胞膜,另一端深入细胞内部。细胞外的部分感知生长因子的现;细胞内的部分负责在碰生长因子向细胞释放生化信号。

每一生长因子有己的受体。EGF受体专门感知细胞外部空间中的EGF,PDGF无动衷。相反,PDGF受体PDGF有反应,EGF或其他十几细胞碰的生长因子视不见。

漂移在细胞外部空间中的生长因子直接细胞表面的己的受体结合。结合将整改变受体分子的构造;相应,受体深入细胞内部的部分释放生化信号,使细胞乖乖始生长。那些细节又告诉我一些有关癌症生长的什有资料呢?信号处理系统

细胞决定生长,经了长期复杂的思考。一静止的细胞一定收并处理一堆生长刺激信号,其中最重的是生长因子传递的信号,,细胞些信号的强度数目是否足使它步入积极生长阶段评估。此外,通细胞表面的某些特定受体,邻近细胞有向它传递生长抑制信号。生长抑制信号最终决定是否启动繁殖、打破平静有重分量。

决策离不细胞内部的复杂的信号处理机制。一由继电器、电阻、晶体管电容器构的电路系统打比方。电路系统的每部件是一逻辑装置,从其他部件那接收信号,处理、解释信号,再传递给另一部件。

电路中的元器

(本章未完)

第9章 遗传文本的卫士:DNA修复及其故障目录+书签-->