Comment les proto-oncogènes deviennent-ils des oncogènes?

Les proto-oncogènes sont une classe de gènes codés pour les protéines qui régulent le cycle cellulaire. Ces protéines peuvent être des récepteurs de facteurs de croissance, des régulateurs de transcription ou des protéines de transduction de signal. Ils servent de contrôles positifs du cycle cellulaire, régulant négativement les voies de l'apoptose. L'activation de proto-oncogènes en oncogènes induit la formation de cancers. La conversion de proto-oncogènes en oncogènes se produit de trois manières: mutations ponctuelles, haut niveau d'amplification de gènes, fusion de gènes ou de produits de gènes. Ces trois manières sont décrites dans cet article.

Zones clés couvertes

1. Que sont les Proto Oncogènes?
      - Définition, caractéristiques, types
2. Comment les proto-oncogènes deviennent-ils des oncogènes?
     - Mutations ponctuelles, amplification génique, fusion de gènes

Termes clés: Amplification génique, Fusion de gènes, Oncogènes, Mutations ponctuelles, Proto-Oncogènes

Que sont les Proto Oncogènes?

Les proto-oncogènes font référence à une classe de gènes qui favorisent la spécialisation et la division des cellules normales; ils deviennent des oncogènes à la suite de mutations. Les oncogènes sont des gènes qui contribuent à la conversion d'une cellule normale en une cellule cancéreuse lors d'une mutation ou exprimés à des niveaux élevés. Les produits géniques des proto-oncogènes sont responsables de la régulation positive du cycle cellulaire. Le rôle des proto-oncogènes dans une cellule est montré dans Figure 1.

Figure 1: Proto-Oncogènes

Environ 100 proto-oncogènes différents ont été identifiés à ce jour. Certains des oncogènes bien caractérisés sont décrits dans Tableau 1.

Oncogènes

Oncogène	Une fonction
Régulateurs de transcription nucléaire (trouvés dans le noyau)
jun	Le facteur de transcription
fos	Le facteur de transcription
erbA	Membre de la famille des récepteurs de stéroïdes
Transducteurs de signaux intracellulaires (trouvés dans le cytoplasme)
abl	Protéine tyrosine kinase
raf	Protéine sérine kinase
gsp	Sous-unité alpha de la protéine G
ras	Protéine de liaison au GTP / GDP
Récepteurs mitogènes (présents dans le domaine transmembranaire)
erbB	Récepteur tyrosine kinase
fms	Récepteur tyrosine kinase
Mitogène (extracellulaire)
sis	Facteur de croissance sécrété
Inhibiteur de l'apoptose (présent dans le cytoplasme)
bcl2	Inhibiteur en amont de la cascade des caspases

Comment les proto-oncogènes deviennent-ils des oncogènes?

Les proto-oncogènes deviennent des oncogènes selon trois voies: les mutations ponctuelles, le niveau élevé d’amplification de gènes, la fusion de gènes ou de produits de gènes. La conversion des proto-oncogènes en oncogènes est présentée dans Figure 2.

Figure 2: Formation de proto-oncogènes

Mutations ponctuelles

Des modifications nucléotidiques uniques peuvent se produire dans la région codant pour la protéine ou dans la région régulatrice du proto-oncogène. Les mutations ponctuelles dans la région codant pour la protéine changent la fonction du proto-oncogène par l'activation, la stabilité et la localisation de la protéine. Les changements dans les séquences régulatrices du proto-oncogène modifient l'expression du gène au moyen d'un épissage d'ARN et d'une quantité modifiée d'expression du gène. Cependant, les mutations ponctuelles introduisent des modifications structurelles, produisant une oncoprotéine. Par exemple, la conversion du résidu glycine de l'acide aminé numéro 12 de la protéine Ras en une valine provoque un cancer de la vessie chez l'homme. De plus, certaines altérations structurelles peuvent survenir en raison des délétions de parties de la protéine.

Amplification Génique

L'amplification génique entraîne une augmentation des niveaux de produits géniques. Le niveau élevé d'expression des gènes conduit également aux produits des gènes à servir d'oncoprotéines.

Fusion de gènes

La fusion de gènes entraîne également la production de la plupart des protéines à structure modifiée. L’émergence du chromosome de Philadelphie est un exemple de fusion de gènes. Il se forme par une translocation entre les chromosomes 9 et 22, qui fusionnent bcr1 et abl les gènes. Il provoque la leucémie myéloïde chronique (LMC). La protéine de fusion Brc1-Abl sert d’oncoprotéine.

Les mutations de proto-oncogènes sont transmises à la génération de cellules suivante par division cellulaire. Les proto-oncogènes ayant pour fonction de réguler positivement le cycle cellulaire, les oncogènes mutés provoquent une division cellulaire incontrôlée en amenant les cellules au stade malin. Cela provoque la formation de tumeurs ou de cancers dans le corps.

Conclusion

Les proto-oncogènes sont responsables de la spécialisation et de la division des cellules. À la suite de mutations, ils deviennent des oncogènes qui induisent la formation de cancers. Les trois méthodes principales impliquées dans la conversion de proto-oncogènes en oncogènes sont les mutations ponctuelles, l'amplification de gènes et la fusion de gènes. Au cours des mutations ponctuelles, la séquence nucléotidique du proto-oncogène est modifiée pour former une protéine modifiée sur le plan structurel. Lors de l'amplification génique, la quantité de produits géniques est augmentée, induisant la division cellulaire. Dans la fusion de gènes, les gènes fusionnés par translocations forment des oncoprotéines.

Référence:

1. «Cancer et cycle cellulaire». Lumen: Boundless Biology, disponible ici.
2.Griffiths, Anthony JF. «Cancer: la génétique du contrôle des cellules aberrantes». Introduction à l'analyse génétique. 7e édition., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970, disponible ici..

Courtoisie d'image:

1. «Conversion du diagramme de proto-oncogènes» par Haywardlc - Propre travail (CC0) via Commons Wikimedia
2. “Oncogenes illustration” de Unknown Illustrator - publié par l'Institut national du cancer, une agence appartenant aux instituts nationaux de la santé (domaine public) via Commons Wikimedia