Oncogén para niños

Un oncogén es un gen especial que ha cambiado (mutado) de su forma normal, llamada protooncogén. Los oncogenes son como interruptores que se quedan "encendidos" y hacen que una célula normal empiece a crecer sin control, lo que puede llevar al cáncer. En el cuerpo humano, se han encontrado más de 62 tipos diferentes de oncogenes en nuestros cromosomas.

Imagina que las células de tu cuerpo son como vecinos en una gran comunidad. Hay más de 30 billones de ellas (30,000,000,000,000). Normalmente, estas células se comunican y se ponen de acuerdo para crecer solo cuando es necesario, manteniendo el tamaño de los órganos en equilibrio. Solo se multiplican cuando reciben señales muy claras de otras células.

Sin embargo, las células cancerosas son diferentes. Son como vecinos "antisociales" que ignoran todas las reglas. Crecen sin parar, invadiendo los espacios cercanos y a veces viajando a otras partes del cuerpo a través de un proceso llamado metástasis. Esto puede poner en peligro la salud de todo el organismo.

Todas las células de un tumor suelen venir de una sola célula original que, hace mucho tiempo, empezó a crecer de forma descontrolada. Esta transformación ocurre por la acumulación de cambios (mutaciones) en algunos genes muy específicos. Hay dos tipos principales de genes que son clave en el desarrollo de un tumor:

• Protooncogenes: Son genes normales que ayudan a la célula a crecer y multiplicarse. Si sufren una mutación, se "activan" de forma permanente, como un acelerador que se queda pegado. Basta con que uno de los dos alelos (copias del gen) de la célula esté mutado para que esto ocurra.
• Genes supresores de tumores: Son genes que frenan el crecimiento celular. Si sufren mutaciones, se "inactivan", como un freno que deja de funcionar. Para que esto afecte a la célula, normalmente las dos copias del gen deben estar mutadas.

Para que un cáncer se desarrolle, generalmente se necesitan varias mutaciones en diferentes genes reguladores. Otros genes también pueden participar, por ejemplo, ayudando al tumor a moverse e invadir.

¿Qué es un Oncogén?

Los oncogenes nacen de los protooncogenes, que son genes normales. Muchos protooncogenes participan en las "cadenas de señales" de la célula. Estas cadenas reciben mensajes del exterior (como los factores de crecimiento) y los transmiten al interior para que la célula sepa cuándo crecer y dividirse.

Por ejemplo, cuando un factor de crecimiento se une a un "receptor" en la superficie de la célula, este receptor envía una señal al citoplasma. Esta señal se pasa de una proteína a otra, como en una cadena, hasta llegar al núcleo. Allí, activa los genes necesarios para que la célula crezca. Si hay mutaciones que hacen que estas señales se mantengan activas todo el tiempo, el crecimiento celular se vuelve desordenado.

Los protooncogenes son importantes para mantener el equilibrio de las funciones celulares (llamado homeostasis). Su actividad está muy controlada. Muchos protooncogenes son muy activos durante ciertas etapas del ciclo celular o durante el desarrollo de un embrión.

Todas nuestras células tienen muchos protooncogenes. Si algunos de ellos se alteran, pueden iniciar la transformación de una célula normal en una cancerosa. Los protooncogenes son muy parecidos en diferentes especies, lo que muestra su importancia.

A veces, los oncogenes pueden venir de virus. Algunos retrovirus pueden "robar" genes de las células y, al hacerlo, estos genes mutan y se convierten en oncogenes. Por eso, a los genes normales se les llama protooncogenes, y a sus versiones mutadas, oncogenes. Los oncogenes suelen nombrarse con tres letras, como "src" (del virus del sarcoma de Rous). Si es la versión viral, se le añade una "v" (v-src), y si es la versión celular normal, una "c" (c-src).

El estudio de los oncogenes nos ha enseñado que el cáncer es una enfermedad genética, pero con algunas aclaraciones:

• El cáncer no se debe a un solo oncogén. Se necesita la acumulación de varias mutaciones en una célula para que se desarrolle.
• Los oncogenes no son la única causa. Nuestro sistema inmune también es importante, ya que puede eliminar células cancerosas. El cáncer es una enfermedad compleja con muchas causas.

Tipos de Oncogenes y sus Funciones

Los oncogenes pueden producir proteínas que actúan en diferentes partes de la célula para activar su crecimiento:

Fuera de la Célula: Exceso de Factores de Crecimiento

Algunos oncogenes hacen que la célula produzca demasiados factores de crecimiento. Estos factores no solo afectan a las células vecinas, sino que también pueden hacer que la propia célula que los produce crezca sin control.

• Por ejemplo, algunos tumores del cerebro o del tejido conectivo liberan mucho PDGF.
• Otros tumores producen demasiado TGF-alfa.
• Los oncogenes sis, int-2 y hst también estimulan el crecimiento celular.

En la Membrana: Receptores Modificados

Se crean versiones alteradas de los receptores de la célula. Estos receptores envían una señal de crecimiento al interior de la célula, incluso cuando no hay factores de crecimiento afuera.

• Las células de cáncer de mama a menudo tienen receptores Erb-B2 que funcionan de esta manera.
• Otros ejemplos son los oncogenes src o fms.

En el Citoplasma: Señales Siempre Activas

Se producen versiones de proteínas del citoplasma que están siempre activas, como si el interruptor estuviera pegado.

• Un caso muy estudiado es el de las proteínas Ras. Normalmente, estas proteínas actúan como interruptores que se encienden y apagan. Pero si el oncogén Ras está mutado, se queda siempre "encendido". Esto se encuentra en una cuarta parte de todos los tumores humanos, incluyendo cánceres de colon, páncreas y pulmón.
• Otras proteínas del citoplasma, como la c-Raf, también pueden volverse oncogénicas y estar siempre activas.

En el Núcleo: Factores de Transcripción Siempre Activos

Se producen versiones de proteínas en el núcleo (llamadas factores de transcripción) que están siempre funcionando. Estas proteínas controlan qué genes se activan.

• La familia de factores de transcripción myc es un ejemplo. Normalmente, las células solo producen Myc cuando necesitan crecer. Pero en muchos tipos de cáncer, los niveles de Myc se mantienen altos, incluso sin señales de crecimiento.
• Otros oncogenes que codifican factores de transcripción son myb, fos, jun, erb-A y rel.

Aunque los genes del núcleo pueden hacer que la célula se multiplique sin parar, no siempre son suficientes para formar un tumor maligno por sí solos. A menudo, se necesita la activación de varios oncogenes para que aparezca un tumor.

Según la Función de la Proteína

Los oncogenes pueden codificar diferentes tipos de proteínas:

• Proteínas G: Como el oncogén Ras, que se mantiene activo y no permite que la célula deje de crecer.
• Factores de crecimiento o sus receptores: Como el oncogén sis, que produce demasiado factor de crecimiento, o el erb-B, que hace que el receptor esté siempre activo.
• Proteínas quinasas: Como Raf o Src, que envían señales de crecimiento dentro de la célula.
• Factores de transcripción nuclear: Como el gen Myc, que hace que la célula entre en un ciclo de crecimiento que no debería.
• Productos que afectan la apoptosis: Como el gen Bcl-2, que impide que las células dañadas se autodestruyan.

¿Cómo se Activan los Oncogenes?

Un protooncogén puede transformarse en un oncogén por diferentes causas:

• Físicas: Como las radiaciones ionizantes.
• Químicas: Como ciertas sustancias llamadas carcinógenos.
• Biológicas: Como algunos virus oncogénicos.
• Hereditarias: Mutaciones que se transmiten de padres a hijos.
• Errores en la reparación del ADN: Fallos en los mecanismos que corrigen los daños en nuestro ADN.

Los mecanismos por los que un protooncogén se activa pueden ser de dos tipos:

Mecanismos Cuantitativos (Aumento de Cantidad)

1. Inserción de un promotor viral: Algunos retrovirus tienen una secuencia especial que, al insertarse cerca de un protooncogén en el ADN de la célula, hace que ese gen se active mucho más de lo normal.
2. Translocación o reordenación cromosómica: Es cuando una parte de un cromosoma se mueve a otro lugar, lo que puede activar un protooncogén. Esto es común en algunos tipos de linfomas y leucemias. Por ejemplo, en el linfoma de Burkitt, un gen llamado c-myc se mueve y se activa demasiado.
3. Amplificación: Es cuando el número de copias de un protooncogén aumenta mucho en el genoma, a veces miles de veces. Esto hace que se produzca mucha más proteína de ese gen. Se ha visto en varios tumores y puede indicar un peor pronóstico. Por ejemplo, la amplificación del oncogén n-myc se asocia con el neuroblastoma.
4. Hipometilación: Es una disminución de unas pequeñas marcas químicas (grupos metilo) en el ADN cerca de un protooncogén. Estas marcas normalmente "apagan" el gen. Si disminuyen, el gen se "enciende" y puede activarse de forma maligna.

Mecanismos Cualitativos (Cambio en la Calidad)

1. Mutación puntual: Un pequeño cambio en una sola "letra" del ADN de un gen puede alterar la proteína que produce, cambiando su función. Por ejemplo, en el oncogén ras, un cambio en una sola letra hace que la proteína se quede siempre activa, sin poder "apagarse".
2. Deleción del material genético: La pérdida de un trozo de ADN de un cromosoma puede activar un oncogén de varias maneras:
   • Se puede perder una secuencia que normalmente frena al protooncogén, haciendo que se active.
   • El oncogén puede quedar más cerca de una secuencia que lo activa, lo que lleva a una sobreactivación.
   • Se puede perder un gen supresor de tumores, que son los que normalmente protegen contra el cáncer.

Proteínas que Producen los Oncogenes

Los protooncogenes producen proteínas que son clave para controlar el crecimiento celular. Cuando se convierten en oncogenes, estas proteínas se alteran y causan problemas. Algunas de estas proteínas son:

• Factores de crecimiento.
• Receptores de factores de crecimiento.
• Receptores hormonales.
• Proteínas que transmiten señales dentro de la célula, como:

* Proteínas con actividad tirosinquinasa. * Proteínas que se unen a guanosina trifosfato. * Factores de transcripción nuclear.

Ejemplos de Oncogenes y Tumores Asociados

Historia de los Oncogenes

El camino para descubrir los oncogenes comenzó en 1910 con el patólogo Francis Peyton Rous en Nueva York. Rous investigó un tipo de tumor en pollos llamado sarcoma. Descubrió que podía transmitir el tumor a otras gallinas inyectándoles un extracto de células tumorales que no contenía células vivas. Esto le hizo sospechar que el agente causante era algo muy pequeño, más pequeño que las células y las bacterias, y pensó que podría ser un virus. Por sus descubrimientos, Rous recibió el premio Nobel de Medicina en 1966.

El virus que Rous estudió, el virus del sarcoma de Rous (src), se convirtió en un modelo importante. Se descubrió que este virus tenía cuatro genes. Tres eran esenciales para que el virus se multiplicara, pero el cuarto gen, llamado v-src, no parecía tener una función viral, pero sí causaba la transformación maligna en las células infectadas.

Más tarde, en 1989, John Michael Bishop, quien también ganó el premio Nobel de Medicina, hizo un descubrimiento clave. Usando técnicas de ingeniería genética, encontró que secuencias similares al v-src también existían en el ADN de células normales de aves, otros vertebrados y hasta en humanos. Esto demostró que el oncogén src provenía de un gen normal del animal, un protooncogén. Esto significaba que el cáncer podía surgir de cambios en genes normales que tienen funciones importantes en el crecimiento y desarrollo celular.

Se descubrió que el protooncogén c-src, en las células normales, produce una proteína que ayuda a transmitir señales dentro de la célula. En las células cancerosas con el oncogén v-src activo, esta proteína está alterada y funciona de forma continua, lo que contribuye al crecimiento descontrolado.

La confirmación final de que el cáncer es una enfermedad genética llegó a principios de los años ochenta, gracias a científicos como Robert A.Weinberg, Geofrey M. Cooper, Michael Wigler y Mariano Barbacid. Ellos tomaron ADN de tumores humanos y lo pusieron en células normales de ratón. Las células normales dejan de crecer cuando se tocan (inhibición por contacto), pero las que recibieron el ADN tumoral empezaron a multiplicarse sin control. Al inyectar estas células en ratones, formaron tumores. Repitiendo este proceso varias veces, lograron aislar los fragmentos de ADN humano que causaban el cáncer, es decir, los oncogenes.

Galería de imágenes

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  Ilustración de cómo una célula normal se convierte en célula cancerosa, cuando se activa un oncogén

Véase también

En inglés: Oncogene Facts for Kids