Which tumor suppressor gene is known as the 'guardian of the genome'?
সমাধান
সঠিক উত্তর: Option A
English Explanation
The correct answer is p53.
TP53 is a tumor suppressor gene located on the short arm of chromosome 17 (17p13). It is widely known as the "guardian of the genome" due to its pivotal role in preserving genomic stability and preventing cancer. When DNA is damaged by radiation, mutagens, or cellular stress, the p53 protein accumulates rapidly and initiates two major pathways:
1. Cell Cycle Arrest: It activates the transcription of p21 (a cyclin-dependent kinase inhibitor or CDKI), which arrests the cell cycle at the G1/S checkpoint. This provides the cell with critical time to repair its damaged DNA.
2. Apoptosis Induction: If the DNA damage is irreparable, p53 upregulates pro-apoptotic proteins such as BAX, directing the damaged cell to undergo programmed cell death (apoptosis). This eliminates mutated cells, preventing their replication.
Loss of both alleles (homozygous mutation) of TP53 is the most common genetic alteration in human cancers, found in more than 50% of cases.
Why other options are incorrect:
- BRCA1: This is a tumor suppressor gene located on chromosome 17q21. It encodes proteins involved in homologous recombination to repair DNA double-strand breaks. Mutations in this gene are associated with inherited breast and ovarian cancers.
- Rb (Retinoblastoma gene): Located on chromosome 13q14, Rb is the master "brake" of the cell cycle. In its active, hypophosphorylated state, it binds and inhibits the E2F transcription factor, thereby preventing the cell from transitioning from the G1 to the S phase.
- APC (Adenomatous Polyposis Coli): Located on chromosome 5q22, it controls cell growth by facilitating the degradation of beta-catenin in the Wnt signaling pathway. Mutation of APC leads to Familial Adenomatous Polyposis (FAP) and sporadic colorectal cancer.
বাংলা ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর হলো p53।
TP53 হলো একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ tumor suppressor gene যা ক্রোমোজোম ১৭-এর সংক্ষিপ্ত বাহুতে (17p13) অবস্থিত। কোষের জিনোমিক অখণ্ডতা ও স্থায়িত্ব বজায় রাখার ক্ষেত্রে অনন্য ভূমিকার কারণে একে "guardian of the genome" বা "জিনোমের অভিভাবক" বলা হয়। কোষে DNA damage দেখা দিলে p53 প্রোটিন সক্রিয় হয়ে প্রধানত দুটি কাজ সম্পন্ন করে:
১. Cell Cycle Arrest: এটি p21 নামক cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI) প্রোটিনের সংশ্লেষণ বাড়িয়ে দেয়, যা কোষ চক্রকে G1/S checkpoint-এ আটকে রাখে। ফলে কোষটি ক্ষতিগ্রস্ত DNA মেরামত করার প্রয়োজনীয় সময় পায়।
২. Apoptosis Induction: যদি DNA-এর ক্ষতি অত্যন্ত মারাত্মক এবং মেরামত অযোগ্য হয়, তবে p53 প্রোটিন pro-apoptotic gene BAX-কে সক্রিয় করার মাধ্যমে কোষটির programmed cell death (apoptosis) বা নিয়ন্ত্রিত মৃত্যু ঘটায়। এর ফলে ক্ষতিগ্রস্ত কোষগুলো ক্যান্সারে রূপান্তরিত হতে পারে না।
মানুষের দেহে সংঘটিত বিভিন্ন ক্যান্সারের ৫০% এরও বেশি ক্ষেত্রে TP53 জিনের homozygous mutation বা নিষ্ক্রিয়তা দেখা যায়।
অন্যান্য অপশনগুলো ভুল হওয়ার কারণ:
- BRCA1: এটি ক্রোমোজোম 17q21-এ অবস্থিত একটি tumor suppressor gene, যা DNA-এর double-strand breaks মেরামতের কাজ করে। এর মিউটেশনের ফলে hereditary breast and ovarian cancer দেখা দেয়।
- Rb: এটি ক্রোমোজোম 13q14-এ অবস্থিত tumor suppressor gene, যা কোষ চক্রের "master brake" হিসেবে পরিচিত। এটি E2F transcription factor-কে নিষ্ক্রিয় রেখে কোষকে G1 থেকে S phase-এ প্রবেশ করতে বাধা দেয়।
- APC: এটি ক্রোমোজোম 5q22-এ অবস্থিত tumor suppressor gene যা Wnt signaling pathway-এর মাধ্যমে beta-catenin প্রোটিনকে ধ্বংস করে কোষের অতিরিক্ত বিভাজন নিয়ন্ত্রণ করে। এর মিউটেশনে Familial Adenomatous Polyposis (FAP) এবং কোলোরেক্টাল ক্যান্সার হয়।
BCS High Yield Points
- TP53 gene is located on chromosome 17p and codes for the p53 protein, known as the guardian of the genome.
- p53 controls the cell cycle checkpoint at the G1/S transition by upregulating p21.
- If DNA repair fails, p53 initiates apoptosis by activating the BAX gene.
- Inherited mutation of one TP53 allele leads to Li-Fraumeni syndrome, predisposing individuals to sarcomas, breast cancer, brain tumors, and leukemia.
- Rb gene (chromosome 13q) is the "master brake" of the cell cycle, and its homozygous loss causes retinoblastoma and osteosarcoma.
- APC gene (chromosome 5q) mutation is the earliest genetic event in the adenoma-carcinoma sequence of colorectal cancer and causes FAP.
Source: Davidson's Principles and Practice of Medicine & Textbook of Pathology
The correct answer is p53.
TP53 is a tumor suppressor gene located on the short arm of chromosome 17 (17p13). It is widely known as the "guardian of the genome" due to its pivotal role in preserving genomic stability and preventing cancer. When DNA is damaged by radiation, mutagens, or cellular stress, the p53 protein accumulates rapidly and initiates two major pathways:
1. Cell Cycle Arrest: It activates the transcription of p21 (a cyclin-dependent kinase inhibitor or CDKI), which arrests the cell cycle at the G1/S checkpoint. This provides the cell with critical time to repair its damaged DNA.
2. Apoptosis Induction: If the DNA damage is irreparable, p53 upregulates pro-apoptotic proteins such as BAX, directing the damaged cell to undergo programmed cell death (apoptosis). This eliminates mutated cells, preventing their replication.
Loss of both alleles (homozygous mutation) of TP53 is the most common genetic alteration in human cancers, found in more than 50% of cases.
Why other options are incorrect:
- BRCA1: This is a tumor suppressor gene located on chromosome 17q21. It encodes proteins involved in homologous recombination to repair DNA double-strand breaks. Mutations in this gene are associated with inherited breast and ovarian cancers.
- Rb (Retinoblastoma gene): Located on chromosome 13q14, Rb is the master "brake" of the cell cycle. In its active, hypophosphorylated state, it binds and inhibits the E2F transcription factor, thereby preventing the cell from transitioning from the G1 to the S phase.
- APC (Adenomatous Polyposis Coli): Located on chromosome 5q22, it controls cell growth by facilitating the degradation of beta-catenin in the Wnt signaling pathway. Mutation of APC leads to Familial Adenomatous Polyposis (FAP) and sporadic colorectal cancer.
বাংলা ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর হলো p53।
TP53 হলো একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ tumor suppressor gene যা ক্রোমোজোম ১৭-এর সংক্ষিপ্ত বাহুতে (17p13) অবস্থিত। কোষের জিনোমিক অখণ্ডতা ও স্থায়িত্ব বজায় রাখার ক্ষেত্রে অনন্য ভূমিকার কারণে একে "guardian of the genome" বা "জিনোমের অভিভাবক" বলা হয়। কোষে DNA damage দেখা দিলে p53 প্রোটিন সক্রিয় হয়ে প্রধানত দুটি কাজ সম্পন্ন করে:
১. Cell Cycle Arrest: এটি p21 নামক cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI) প্রোটিনের সংশ্লেষণ বাড়িয়ে দেয়, যা কোষ চক্রকে G1/S checkpoint-এ আটকে রাখে। ফলে কোষটি ক্ষতিগ্রস্ত DNA মেরামত করার প্রয়োজনীয় সময় পায়।
২. Apoptosis Induction: যদি DNA-এর ক্ষতি অত্যন্ত মারাত্মক এবং মেরামত অযোগ্য হয়, তবে p53 প্রোটিন pro-apoptotic gene BAX-কে সক্রিয় করার মাধ্যমে কোষটির programmed cell death (apoptosis) বা নিয়ন্ত্রিত মৃত্যু ঘটায়। এর ফলে ক্ষতিগ্রস্ত কোষগুলো ক্যান্সারে রূপান্তরিত হতে পারে না।
মানুষের দেহে সংঘটিত বিভিন্ন ক্যান্সারের ৫০% এরও বেশি ক্ষেত্রে TP53 জিনের homozygous mutation বা নিষ্ক্রিয়তা দেখা যায়।
অন্যান্য অপশনগুলো ভুল হওয়ার কারণ:
- BRCA1: এটি ক্রোমোজোম 17q21-এ অবস্থিত একটি tumor suppressor gene, যা DNA-এর double-strand breaks মেরামতের কাজ করে। এর মিউটেশনের ফলে hereditary breast and ovarian cancer দেখা দেয়।
- Rb: এটি ক্রোমোজোম 13q14-এ অবস্থিত tumor suppressor gene, যা কোষ চক্রের "master brake" হিসেবে পরিচিত। এটি E2F transcription factor-কে নিষ্ক্রিয় রেখে কোষকে G1 থেকে S phase-এ প্রবেশ করতে বাধা দেয়।
- APC: এটি ক্রোমোজোম 5q22-এ অবস্থিত tumor suppressor gene যা Wnt signaling pathway-এর মাধ্যমে beta-catenin প্রোটিনকে ধ্বংস করে কোষের অতিরিক্ত বিভাজন নিয়ন্ত্রণ করে। এর মিউটেশনে Familial Adenomatous Polyposis (FAP) এবং কোলোরেক্টাল ক্যান্সার হয়।
BCS High Yield Points
- TP53 gene is located on chromosome 17p and codes for the p53 protein, known as the guardian of the genome.
- p53 controls the cell cycle checkpoint at the G1/S transition by upregulating p21.
- If DNA repair fails, p53 initiates apoptosis by activating the BAX gene.
- Inherited mutation of one TP53 allele leads to Li-Fraumeni syndrome, predisposing individuals to sarcomas, breast cancer, brain tumors, and leukemia.
- Rb gene (chromosome 13q) is the "master brake" of the cell cycle, and its homozygous loss causes retinoblastoma and osteosarcoma.
- APC gene (chromosome 5q) mutation is the earliest genetic event in the adenoma-carcinoma sequence of colorectal cancer and causes FAP.
Source: Davidson's Principles and Practice of Medicine & Textbook of Pathology
