🧬 Ders 6 — Cancer Genetics
Kanser Genetiği
Dept. of Medical Genetics · Diş Hekimliği 1. Sınıf · Final Hazırlık Rehberi
Türkçe açıklama + korunmuş İngilizce/Latince terminoloji1️⃣ Kanser Nedir? & Hücresel Temel
Tanım
- Kanser, tıbbi olarak Malign Neoplazm (Malignant Neoplasm) olarak adlandırılır.
- Vücut hücrelerinin bir kısmının kontrolsüz büyüyüp (uncontrollably grow) vücudun diğer bölgelerine yayıldığı bir hastalıktır.
- Düzensiz hücre büyümesi (unregulated cell growth) içerir.
- Genellikle lenfatik sistem (lymphatic system) veya kan dolaşımı (bloodstream) yoluyla yayılır.
- Anormal hücre büyümesi (Abnormal cell growth)
- Diğer dokuları invaze etme kapasitesi (capacity to invade)
- Kan/lenf yoluyla uzak organlara yayılma (spread to distant organs)
Kanserin Hücresel Temeli (Cellular Basis)
- Kanser, anormal ve kontrolsüz büyümeyle karakterize hastalıklar topluluğudur ve normal büyüme kontrolünün kaybından doğar.
- Normal dokuda, yeni hücre oluşumu ile yaşlı hücre ölümü dengededir (balance). Kanserde bu denge bozulur.
- Bu bozulmanın nedenleri: kontrolsüz hücre büyümesi, hücrenin apoptoza (apoptosis) uğrama yeteneğinin kaybı, ve hasar olup onarımın olmaması (damage, no repair).
Normal hücreler hasar gördüğünde ya apoptoza girer ya da hücre onarımına (cell repair). Ancak onarım sistemi veya apoptotik mekanizma anormalse → hasarlı/mutasyonlu hücreler anormal büyür ve tümör (tumor) geliştirir.
Kanserin tıbbi adı nedir ve nasıl yayılır?
Tüm kanserlerin 3 ortak özelliği nedir?
Normal dokuda denge nasıl sağlanır ve kanserde bu nasıl bozulur?
2️⃣ Tümör Gelişim Basamakları
| Basamak | Tanım | Sınıf |
|---|---|---|
| Hyperplasia (Hiperplazi) | Hücre sayısında artışla karakterize anormal doku büyümesi. Genellikle hormonal dengesizlik veya irritan faktörlerden kaynaklanır. Genetik olarak değişmiş/anormal hücreler kontrolsüz ve hızlı büyür. | Benign |
| Metaplasia (Metaplazi) | Olgun bir hücre tipinin (epitelyal veya mezenkimal) başka bir hücre tipine dönüşmesi. Genellikle tekrarlayan doku hasarına (inflamasyon, mekanik/kimyasal irritasyon, enfeksiyon) yanıt olarak; amaç daha iyi bir savunma durumuna geçmektir. | |
| Dysplasia (Displazi) | Bir doku/organda anormal hücre tiplerinin ve anormal hücre büyümesinin varlığı. Bu hücreler genellikle kanseröz değildir ama bazen kanserleşebilir. Aşırı büyümüş hücreler orijinal formunu değiştirir; olgun hücreden çok immatür hücre içerir. | Premalign |
| Neoplasia / Metastasis | Malign neoplazi ve metastaz aşaması. | Malign |
İlerleyen Aşamalar
- In situ kanser (In situ cancer): Hücrelerin olgunlaşmadığı (maturation yok), doku kimliğini kaybettiği ve düzensiz büyüdüğü neoplastik lezyon. Henüz sınırlıdır.
- Malign tümör: Aşırı büyümüş hücreler bazal membranı (basement membrane) yırtarak diğer alanları invaze eder.
- Metastaz (Metastasis): Kanser hücrelerinin lenfatik sistem ve kan dolaşımıyla uzak bölgelere ulaşmasıyla oluşur.
Sırrı hatırla: "Sayı → Tip → Şekil bozulur → Kanser".
Hyperplasia, metaplasia ve dysplasia arasındaki fark nedir?
In situ kanser ile invaziv malign tümör arasındaki kritik fark nedir?
Metastaz hangi yollarla gerçekleşir?
3️⃣ Benign vs Malign · Klonal Seleksiyon & Monoklonal Köken
Benign vs Malign Neoplazmlar
| Özellik | Benign Neoplazm | Malign Neoplazm (Kanser) |
|---|---|---|
| Davranış | Mikroskobik/makroskobik olarak "sessiz" kabul edilir | Komşu doku ve organları invaze eder, onları yok eder |
| Yayılım | Belirli bir yerde lokalizedir, yayılmaz | Diğer organlara yayılır (metastasis) ve ölüme neden olur |
| Prognoz | Lokal olarak iyi huylu, hasta sağkalımı iyi | Ölümcül olabilir |
| Örnek | Fibroma (bağ dokusu tümörü), Lipoma (yağ bezi) | Karsinom, sarkom vb. |
Tümör Başlangıcı, İlerlemesi ve Klonal Seleksiyon
- Tümör başlangıcı (Tumor onset): Tek bir hücrenin çoğalmasına neden olan genetik bir değişikliğin (mutasyon) sonucudur.
- Tümör ilerlemesi (Tumor progression): Hücre proliferasyonuna paralel olarak tümör hücre popülasyonu büyür ve bu popülasyondaki diğer hücrelerde de mutasyonlar gelişir. Bazı mutasyonlar hücreye avantaj sağlar (örn. daha hızlı proliferasyon) ve tümör klonunda baskın (dominant) hale gelir.
- Klonal seleksiyon (Clonal selection): Bazı hücreler hızlı proliferasyon, invazyon, metastaz gibi özellikler kazandığından yeni avantajlı bir hücre klonu ortaya çıkar. Bu süreç tümör gelişimi boyunca devam eder → tümörler daha hızlı çoğalır ve malign özellikler kazanır.
Tümör gelişiminin her aşamasında ek mutasyonlar veya epigenetik değişiklikler kanser hücrelerinin evrimleşmesini sağlar. Bu hücreler komşu hücrelere göre seçici avantaj (selective advantage) kazanır; düşük oksijen (hypoxia) ve kötü beslenme koşullarında bile hayatta kalma fırsatı bulur. Ortama en iyi adapte olan hücre hattı bölünmeye devam ederek lezyonda baskın grup olur.
Klonal seleksiyon = Darwin'in doğal seçilimi tümör içinde: en avantajlı klon "kazanır" ve baskınlaşır.
Köken: "Tek kötü hücreden başlar (monoklonal), promotör genişletir".
Benign ve malign neoplazm arasındaki temel farklar nelerdir?
Klonal seleksiyon (clonal selection) nedir?
Kanser kaç hücreden köken alır ve tumor promoter ne yapar?
4️⃣ Kanser Sınıflandırması (Doku/Hücre Tipine Göre)
| Tip | Köken | Örnek |
|---|---|---|
| 1. Carcinoma | Deri veya iç organları kaplayan dokular (epitelyal) | Adenocarcinoma (glandüler yapıdan köken alan malign epitelyal tümör), özofagus kanseri, kolorektal kanser |
| 2. Sarcoma | Kemik, kıkırdak, yağ, kas, kan damarı veya diğer bağ/destek dokusu | Osteosarkom vb. |
| 3. Leukemia | Kan yapıcı dokular (kemik iliği) — çok sayıda anormal kan hücresi üretimi | Lösemiler |
| 4. Lymphoma & Myeloma | İmmün sistem hücreleri | Lenfoma, myeloma |
| 5. CNS cancer | Beyin ve omurilik dokusu | Glioma vb. |
| 6. Germ cell tumor | Totipotent hücreler; erişkinde en sık testis & over, çocukta kuyruk sokumu ucu | Germ hücreli tümörler |
| 7. Blastic tumor / Blastoma | İmmatür/embriyonik dokuya benzeyen tümör | Retinoblastoma, nöroblastoma |
- Carcinoma → lenfatik (lymphatic) yolla metastaz yapar.
- Sarcoma → kan dolaşımı (bloodstream) yoluyla metastaz yapar.
- İsimlendirme paralelliği: Adenoma = benign epitelyal tümör; Adenocarcinoma = malign epitelyal tümör. ("-oma" çoğunlukla benign, "-carcinoma/-sarcoma" malign.)
Metastaz: "CarcinomA → LenfA; SarComa → Cana (kan)".
Carcinoma ve sarcoma sırasıyla hangi dokulardan köken alır ve nasıl metastaz yapar?
Adenoma ile adenocarcinoma arasındaki fark nedir?
Blastoma ve germ cell tümör neyden köken alır?
5️⃣ Kanser Nedenleri & Somatik Mutasyonlar
Somatik Mutasyonlar
Anormal bir hücrenin tümör dokusu oluşturması için kalıtsal değişiklikleri sonraki kuşak hücrelere aktarması gerekir. Bu kalıtsal değişiklikler iki şekilde olur:
- Genetik değişiklik (genetic change): DNA dizisinde.
- Epigenetik değişiklik (epigenetic change): DNA dizisi değişmeden gen ifadesinde.
Kanser Nedenleri (Causes of Cancer)
Çoğu kanser hücresi, normal hücrelere göre hem DNA dizisi hem protein ifadesi açısından mutasyon gösterir. Mutajenler (mutagens) → karsinogenezle (carcinogenesis) ilişkilidir.
- Çevresel (Environmental) nedenler: %90-95
- Genetik (Genetic) nedenler: %5-10
Kanser Neden Bu Kadar Geç Gelişir? (Latency)
Bilinen faktörlere bağlı kanserlerde hastalık, faktöre uzun süreli maruziyet sonucu gelişir:
- Sigara içen birinde akciğer kanseri insidansı, yaklaşık 20 yıl içmedikçe abartılı artış göstermez.
- Hiroşima ve Nagazaki atom bombalarından sonra lösemilerde artış, yaklaşık 5 yıl sonrasına kadar net görülmedi.
- Kimya endüstrisi işçilerinde 2-naftilamin (2-naphthylamine) maruziyeti → maruziyet süresi 10, 20, 30 yıl arttıkça mesane kanseri (bladder cancer) sıklığı arttı.
Neden bu kadar uzun sürer? Hücrelerin hücre bölünmesini kontrol eden karmaşık düzenleyici mekanizmaları vardır. Bu kontrol mekanizmaları olmasaydı DNA dizisinde kaçınılmaz hatalar olur ve insan sağkalımı çok kısa olurdu. Kanser hücreleri, savunma sistemlerindeki hatalar nedeniyle normal sınırları aşar.
Kanserlerin yüzde kaçı çevresel, yüzde kaçı genetik nedenlidir?
Xeroderma pigmentosum neden cilt kanserine yatkınlık yaratır?
Kanser gelişiminin uzun sürmesi (latency) neyi yansıtır? Bir örnek verin.
6️⃣ Kanser Hücresinin 6 Özelliği (Features / Hallmarks)
- Bölünme sinyali üretimi & sınırsız bölünme potansiyeli (production of division signals & unlimited division)
- Kontakt inhibisyon kaybı (Loss of contact inhibition)
- Apoptozdan kaçış (Escape from apoptosis)
- Anjiyogenez (Angiogenesis)
- Metastaz (Metastasis)
- Telomeraz aktivitesi (Telomerase activity)
Detaylar
- Serbest büyüme & bölünme: Kanser hücreleri normal hücrelerden daha serbest büyür ve çoğalır; hücre dışından gelen, bölünmeyi inhibe eden sinyallere duyarsızdır (insensitive).
- Apoptozdan kaçış: Programlı hücre ölümü (apoptosis) bu hücrelerde normal hücrelere göre daha az görülür. Stres ve DNA hasarında bölünmeyi durduran bazı hücre içi kontrol mekanizmaları aktive olmaz.
- Kontakt inhibisyon kaybı: Normal hücreler kabı tek katmanla kapladıklarında çoğalmayı durdurur (contact inhibition). Kanser hücreleri bu kısıtlamaları yok sayar ve üst üste yığılarak büyümeye devam eder.
- Büyüme faktörü ihtiyacı az: Kanser hücrelerinin büyüme faktörlerine (growth factors) daha az ihtiyacı vardır → in vivo ve in vitro kontrolsüz çoğalabilirler. Bazen ihtiyaç duydukları büyüme faktörlerini kendileri salgılar → otokrin proliferasyon uyarımı (autocrine proliferation stimulation).
- Anjiyogenez: Kanser hücreleri, yeni kan damarı oluşumunu (new blood vessels) uyaran büyüme faktörleri salgılar.
- İnvazyon & metastaz: Dokudan ayrılıp (invasion) başka bölgelere göç ederek orada çoğalır ve yaşar (metastasis).
- Telomeraz: Süreklilik sağlamak için telomeraz (telomerase) üretir veya başka yollar bulur.
Basit hatırlatma: kanser hücresi "durmadan bölünür (1), komşuya aldırmaz (2), ölmez (3), kendi damarını çeker (4), göç eder (5), ölümsüzleşir (6)".
Kanser hücresinin 6 temel özelliğini sayın.
Contact inhibition nedir ve kanser hücrelerinde ne olur?
Autocrine proliferation stimulation nedir?
Tümörigeneze yol açan iki temel dengesizlik nedir?
7️⃣ Onkogenler & Tümör Baskılayıcı Genler
Patofizyoloji: İki Gen Sınıfı
Kanser, doku büyüme regülasyonunun başarısızlığıyla karakterizedir. Hücre büyümesini ve farklılaşmasını düzenleyen genler değiştiğinde normal hücreler kanser hücresine dönüşür.
| Oncogenes (Onkogenler) | Tumor Suppressor Genes (TSG) | |
|---|---|---|
| İşlev | Hücre büyümesini ve üremesini teşvik eder (gaz pedalı) | Hücre bölünmesini inhibe eder, hücre sağkalımını yönetir (fren) |
| Kanser nasıl olur? | Normal onkogenin uygunsuz aşırı ifadesi (overexpression) | TSG'nin az ifadesi (underexpression) veya inaktivasyonu |
"TSG = fren (bozulursa/kaybolursa araba durmaz → kanser)".
Onkogen aktivasyonu (kazanım) + TSG inaktivasyonu (kayıp) = kanser.
Tümör Baskılayıcı Genler (TSG)
| Gen | İşlev | İlişkili Kanser |
|---|---|---|
| Rb (RB1) | Nükleer protein kodlar; G1 fazında hücre döngüsü kontrol noktası (checkpoint) görevi görür | Retinoblastoma (RB1 mutasyonu) |
| p53 | "Genom bekçisi" (genome guardian); hücre döngüsü kontrolü ve apoptozda görev alır | Tüm kanserlerin %50'sinden sorumlu olabilir |
Retinoblastoma & İki-Vuruş (Two-Hit) Hipotezi
İlk tanımlanan TSG, çocukluk çağı göz tümörü retinoblastoma çalışmalarıyla keşfedildi. Retinoblastlardan köken alan agresif bir kanserdir.
- Olguların yaklaşık %40'ı ailesel (familial) ve otozomal dominant (autosomal dominant) özellik olarak kalıtılır.
- Ailesel olgular sıklıkla bilateraldir (iki taraflı).
- Sporadik olgular her zaman unilateraldir (tek taraflı).
- Bilateral olgularda tek mutasyon yeterlidir; ama unilateral olgularda mutasyonlar her iki allelde de oluşmalıdır.
ANCAK genotipik düzeyde, kalıtılan "ilk vuruş" (first hit) germline mutasyon, OTOZOMAL DOMİNANT şekilde aktarılır.
Yani: ailesel olguda birey zaten "ilk vuruşu" doğuştan taşır → ikinci vuruş (somatik) kolayca olur → erken, bilateral tümör. Sporadik olguda her iki vuruş da somatik olmalı → geç, unilateral.
Paradoks: "Fenotipte resesif (iki allel lazım), kalıtımda dominant (tek germline mutasyon yeter)".
Onkogen ile proto-onkogen arasındaki temel fark nedir?
Rb ve p53 genlerinin işlevleri nelerdir?
Retinoblastoma'da ailesel ve sporadik olgular nasıl farklılaşır?
Two-hit hipotezinin paradoksu nedir?
8️⃣ DNA Metilasyonu, Telomer & Senesans
DNA Metilasyonu ve Kanser
TSG'lerde bulunan CpG metilasyonunun 3 anahtar özelliği:
- Birçok CpG adası kanserde yüksek metillenmişken, normal dokuda çok nadiren metillenmiştir.
- Çeşitli genlerde oluşan mutasyonun aksine, DNA metilasyonundaki değişiklikler genlerin spesifik bölgelerinde transkripsiyon kaybıyla ilişkilidir.
- Doğru genlerin doğru zamanda/şekilde çalışması kritik olduğundan gen ifadesi farklı aşamalarda düzenlenir; bu genetik programın bozulmasıyla kanser dahil birçok poligenik hastalık oluşur.
Telomerler, Senesans ve Kanser
- Telomerler, ökaryotik kromozomların uçlarını koruyan ve çoğaltan dizilerdir.
- Telomerik diziler birbirine benzer (örn. A(T)GGGTT), binlerce kez tekrarlanır ve tek iplikli (single-stranded) DNA olarak biter. Telomer uzunluğu <4-7 kb.
- Telomer DNA'sı kendi üzerine kıvrılarak dairesel yapı oluşturur ve kromozom uçlarını koruyan proteinlerle etkileşir.
- Telomeraz (telomerase), enzim kompleksinin parçası olarak telomerik DNA'ya tamamlayıcı kendi RNA molekülünü taşır; bu RNA, öncü ipliğin (leading strand) bir tekrar birimi uzatılması için kalıp (template) görevi görür.
- Çoğu somatik hücre, telomer uzunluğunu koruyacak yeterli telomeraza SAHİP DEĞİLDİR.
- Proliferasyonla telomerler kısalır; kritik uzunluğa ulaşınca senesans (senescence) sinyali verir → hücre bölünmeyi durdurur.
- İnsan tümörlerinin %90'ında telomeraz yüksek aktiftir → senesans sinyali atlanır, hücre sürekli bölünür (ölümsüzleşir).
- Telomeraz inhibisyonu, kanser tedavisinde kritik bir konudur.
"Normal hücre: telomeraz yok → telomer biter → senesans (emeklilik)".
"Kanser hücresi: telomeraz açık (%90) → ölümsüz".
Tedavi mantığı: "Telomerazı kapat → kanser hücresi yaşlanıp ölsün".
Kanserde TSG'ler metilasyonla nasıl etkilenir?
Normal somatik hücrelerde telomerler kritik uzunluğa ulaşınca ne olur?
İnsan tümörlerinin yüzde kaçında telomeraz aktiftir ve bu neden önemlidir?
Telomeraz nasıl çalışır?
- Kanser = malign neoplazm; 3 ortak özellik: anormal büyüme, invazyon, uzak metastaz (kan/lenf).
- Basamaklar: Hyperplasia (sayı↑) → Metaplasia (tip değişir) → Dysplasia (premalign) → In situ → Malign (bazal membran yırtılır) → Metastasis.
- Benign = lokalize/iyi prognoz (fibroma, lipoma); Malign = invaze/metastaz/ölümcül.
- Çoğu kanser monoklonal (tek hücre); klonal seleksiyonla en avantajlı klon baskınlaşır.
- Carcinoma = epitel (lenf yoluyla metastaz); Sarcoma = bağ doku (kan yoluyla); adenoma benign / adenocarcinoma malign.
- Nedenler: %90-95 çevresel (diyet-obezite %30-35 en büyük, tütün %25-30), %5-10 genetik.
- Xeroderma pigmentosum = kalıtsal DNA onarım defekti → cilt kanseri (UV).
- Latency: sigara ~20 yıl, atom bombası lösemisi ~5 yıl → mutasyon birikimi gerektirir.
- 6 hallmark: sınırsız bölünme, kontakt inhibisyon kaybı, apoptozdan kaçış, anjiyogenez, metastaz, telomeraz.
- Onkogen = proto-onkogenin mutant formu (gaz pedalı, aşırı ifade); TSG = fren (Rb/G1, p53/genom bekçisi-%50).
- Retinoblastoma two-hit: fenotipte resesif (2 allel), kalıtımda dominant (ilk vuruş germline) → ailesel bilateral/erken, sporadik unilateral/geç.
- TSG hipermetilasyonu susturur; somatik hücrede telomer kısalır→senesans, tümörlerin %90'ında telomeraz aktif→ölümsüzleşme.