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 transcriptionnels ou des protéines de transduction de signaux. Ils servent de contrôles positifs du cycle cellulaire, régulant négativement les voies apoptotiques. L'activation de proto-oncogènes en oncogènes induit la formation de cancers. La conversion des proto-oncogènes en oncogènes se produit de trois manières: par des mutations ponctuelles, un haut niveau d'amplification génique, des fusions de gènes ou de produits géniques. Ces trois méthodes sont décrites dans cet article.

Domaines clés couverts

1. Que sont les proto-oncogènes - Définition, caractéristiques, types 2. Comment les proto-oncogènes deviennent-ils des oncogènes – Mutations ponctuelles, amplification génique, fusion génique

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 oncogènes suite à des mutations. Les oncogènes sont tous les 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 la 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 le tableau 1.

Oncogènes

Oncogène	Fonction
Régulateurs de transcription nucléaire (trouvés dans le noyau)
juin	Le facteur de transcription
fos	Le facteur de transcription
erbA	Membre de la famille des récepteurs stéroïdiens
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 GTP/GDP
Récepteurs mitogènes (Trouvés dans le domaine transmembranaire)
erbB	Récepteur tyrosine kinase
fms	Récepteur tyrosine kinase
Mitogène (extracellulaire)
soeur	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 dans trois voies: mutations ponctuelles, haut niveau d'amplification génique, fusions de gènes ou de produits géniques. La conversion des proto-oncogènes en oncogènes est illustrée à la figure 2.

Figure 2: Formation de proto-oncogènes

Mutations ponctuelles

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

Amplification des gènes

L'amplification génique provoque des niveaux accrus de produits géniques. Le niveau élevé d'expression génique conduit également à ce que les produits géniques servent d'oncoprotéines.

Fusion de gènes

La fusion de gènes provoque également la production de la plupart des protéines structurellement modifiées. L'émergence du chromosome Philadelphie est un exemple de fusion de gènes. Il est formé par une translocation entre les chromosomes 9 et 22. Cela fusionne les gènes bcr1 et abl. Il provoque une leucémie myéloïde chronique (LMC). La protéine de fusion Brc1-Abl sert d'oncoprotéine.

Les mutations des proto-oncogènes sont transmises à la génération cellulaire suivante par division cellulaire. Étant donné que la fonction des proto-oncogènes est 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. Suite à des mutations, ils deviennent des oncogènes qui induisent la formation de cancers. Les trois principales méthodes impliquées dans la conversion des proto-oncogènes en oncogènes sont les mutations ponctuelles, l'amplification génique et la fusion génique. Au cours des mutations ponctuelles, la séquence nucléotidique du proto-oncogène est altérée pour former une protéine structurellement altérée. Dans 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: Biologie sans limites, disponible ici. 2.Griffiths, Anthony JF. « Cancer: la génétique du contrôle des cellules aberrantes ». Une introduction à l'analyse génétique. 7e édition., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. « Organigramme de conversion de proto-oncogène » par Haywardlc - Travail personnel (CC0) via Commons Wikimedia 2. « Illustration d'oncogènes » par Unknown Illustrator - publié par le National Cancer Institute, une agence faisant partie des National Institutes of Health (Public domaine) via Commons Wikimedia