New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Bio of Cancer Midterm 2

by: Brianna Lisi

Bio of Cancer Midterm 2 BIO 318

Marketplace > Drexel University > Biological Sciences > BIO 318 > Bio of Cancer Midterm 2
Brianna Lisi

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

angiogenesis, metastasis, RNAis, ect
Biology of Cancer
Dr. Bob Louden
Study Guide
angiogenesis, metastasis, RNAis
50 ?




Popular in Biology of Cancer

Popular in Biological Sciences

This 8 page Study Guide was uploaded by Brianna Lisi on Thursday August 25, 2016. The Study Guide belongs to BIO 318 at Drexel University taught by Dr. Bob Louden in Summer 2016. Since its upload, it has received 6 views. For similar materials see Biology of Cancer in Biological Sciences at Drexel University.

Similar to BIO 318 at Drexel

Popular in Biological Sciences


Reviews for Bio of Cancer Midterm 2


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 08/25/16
Telomeres and cancer: 1. General features of telomeres a. Prevent degradation, prevent fusion of ends with other DNA molecules, facilitate faithful  replication of linear ends of DNA (telomerase)  b. Highly conserved  c. Normal somatic cells telomeres shorten with age because they lose telomerase i. Telomerase maintains the telomeres at the 3’ end  and has its own RNA primer to extend the  strand so polymerase call fill in the rest ii. When normal cell lines have interference with telomerase they induce growth arrest and  apoptosis d. Cancerous cells and germ cells don’t shorten with age because they maintain their telomeres i. Cancerous cells increase their survival by UPREGULATING telomerase and increasing  mutagenesis= increasing growth potential e. G rich: have H­bonding occurring between the adjacent guanines 2. Two models of telomere structure a. 1. G quartets: form overlaid quartet structures that stack on top of one another; stacks stabilize  the structure b.  T­ loop structure: more common in humans, folding back of ends of chromosomes and  telomere associated proteins i. TRF­2: dominant negative forms in cancer­ stabilize the T­loop 3. What FISH is a. In situ hybridization: label probes to identify sequences b. FISH: use fluorescently labeled probes: specifically for telomere use  4. Issues regarding DNA replication at the ends of chromosomes, how this is dealt with at the  telomeres a. Telomeres are a single stranded over hand and polymerase cannot extend it without a primer;  telomerase extends 3’ overhang with primer (TERC) and uses TERT catalytic subunit to prime  new DNA synthesis with G rich leading strand, lagging strand then filled in by polymerase 5. Examples of effects of euchromatin and heterochromatin on gene expression a. Heterochromatic sequences put closer to telomeric sequences­ get suppression of  transcription OR position effect variegation: some cells will produce color, some will not i. Ex: fly eye color with white gene  b. Repositioning of gene you get difference in activity of enzyme synthesized off that gene and get  difference in yeast cell color 6. Replicative senescence/Hayflick limit: relevance to telomeres a. Telomerase activity is restricted to embryonic tissues and germ cell lines b. Aging cells go into replicative senescence: when cells stop dividing = irreversible; associated  with B galactosidase and cells flatten out/ hang out 1. Induced by telomere erosion or by signals that activate p53 in response to cellular stress ( TS  network ) ii. “Hayflick Limit”: all cells have a finite number of divisions/ intrinsic limitation of cells  1. Cells from older organisms senesce earlier than from younger organisms = aging clock  c. Cancer cell lines can bypass the expression of TERT and result in stabilized telomeres and  immortalization: cells that divide with no limit 7. Key steps in cancers bypassing replicative senescence  a. Murine cells bypass senescence through silencing/deletion of p16/p19 locus  i. Normally p19ARF/p16 is upregulated by oncogenic regulation, inhibits MDM2 and that  increases p53 (TS network) = senescence  b. TRF2 is important in stabilizing telomeres, if inhibited ( using dominant negative: have a  normal functioning protein complex, but if one is wrong the complex cannot perform) it will look  like the cells have entered senescence and the checkpoints are activated, but they are  bypassed instead i. Bypass the Hayflick limit/ checkpoints = go into early crisis (chromosomal abnormalities form,  get additional mutations = genomic instability) 1. Cells undergo chromosomal rearrangement through breakage­fusion bridge cycles resulting in a lot of DNA damage; usually get massive deletions of telomeres and cells die   a. RARE: get one cell that activates TERT/ telomerase activity or ALT ( alternative way to lengthen telomeres ) and these cells become cancer cells with UPREGULATED telomerase activity  b. telomere→ bypass hayflick limit→ early crisis→ inactivation of p53 = late crisis→ TERT reactivation/ALT→ cancer cell survival ( increased genomic instability, increase genomic load of the cell, increase mutation) c. If TS network is in place you will get apoptosis 8. The Dysfunctional Telomere­induced Genomic Instability model of Epithelial Carcinogenesis a. Continuous epithelial turnover is suspected to lead to telomere shortening  b. If you have a somatic mutation, you bypass the hayflick limit and continuous proliferation  beyond that will create subsequent fusion­bridge breakage and additional mutations that lead to  an increase in telomerase activity and an outgrowth of cancer cells with increased invasion  potential and increased metastasis i. This process culminates in aneuploidy and complex non­reciprocal translocations resulting in  massive and rapid changes in gene dosage   9. Phenotypes associated with mTERC/p53 double null (­/­)  knockout mice a. Have high levels of genomic instability but don’t activate DNA­damage induced apoptosis  b. Develop tumors sooner ( reduce latency due to p53 deficiency ) c. KOs in an age specific manner correlates with a shift in what types of cancers children and  adults get  Angiogenesis: 1. Definition of angiogenesis, principle cell types involved, how these cells function a. Angiogenesis: formation of new blood vessels from existing ones­ deliver oxygen, nutrients,  and remove toxic waste ­ early process in development for circulatory system i. Tumors can lay dormant in situ in a steady state of proliferation.apoptosis, then the  “angiogenic switch”: tip the balance of angiogenic signals to promote vessel formation  ( usually in solid tumors )  1. Vascular endothelial cells: form the lining of the blood vessel and lymphatics ­ have junctions  between them a. Lymphatics lack pericytes and smooth muscle support cells ­ they are surrounded by skeletal  muscle that is used to move lymph­ have valves that open/close 2. Pericytes (peri­endothelial cells): support the cells and aid in the angiogenic response 3. Smooth muscle cells: important in constriction and dilation of fluids ii. Mutations of any sort is enough to cause lethality early in embryonic development: inactivate  one of two copies = hetero animal = VGF+/­ = lethal 2. Steps in blood vessel development (i.e during embryogenesis), main factors & the signaling  systems that influence the processes (i.e VEGF, Ang1, Ang2, PDGF, ect) a. Steps in normal blood vessel development i. Mesodermal precursor cell → hemangioplast→ angioblast→(VASCULOGENESIS) primary capillary plexus (PCP) →(ANGIOGENESIS) mature vascular system ii. Blood vessel formation: 1. PCP is already there: detachment of the pericytes causes vasodilation (build up of blood in  vessels), release proteases (MMPs) that eat away at the ECM and the endothelial cells  migrate out to pro­ angiogenic factors to make the new vasculature, they adhere to one another  and the pericytes support the new blood vessel iii. VEGF: vascular endothelial growth factor (mitogenic effects): important trophic/survival factor­  protects endothelial cells and other cells from apoptosis : induces active cell division of  endothelial cells 1. VEGFs are homodimers that bind and activate RTKs, induce autophosphorylation that ramps up the catalytic activity 2. VEGFs are vital for viability of an organism­ KO results in disastrous results, embryos die early  iv. Angiopoietins: also regulate angiogenesis ( include Ang1: stabilizes vasculature with pericytes,  Ang2: destabilizes vasculature by inhibiting autophosphorylation  3. Examples of the experimental model systems used to study angiogenesis a. In vitro HUVECs (human umbilical vasculature endothelial cells) and bovine aortic endothelial  cells­ cells when randomly plated can spontaneously form tubes that resemble blood vessels :  go towards the angiogenic factor when present b. Rabbit corneal pocket assay: used to test angiogenic compounds­ take tumor cells and implant  behind eye, inject the compounds and see if blood vessels form  c. Informative mouse models show the development of angiogenic switch… Rip­Tag, BPV  oncogenes, HPV oncogenes  i. Showed that tumors need vasculature system to fully progress 4. Examples & function of pro vs anti­angiogenic factors, how balance is shifted in cancers a. pro­angiogenic : VEGF, BFGF, PDGF b. Angiogenic inhibitors: small proteolytic fragments of extracellular matrix proteins (statins)  i. Heterotypic view: tumor itself is cancer cells and normal cells together: chimeric tissue with  endothelial cells and tumor cells  ii. Massively altered signaling events in cancer cells cause angiogenic and anti­angiogenic  compounds to get complex  5. Angiogenic switch: what it is, role in supporting tumor growth/viability i. shift or change in balance in favor of induction of the “switch”= upregulation of VEGF ii. Treatment: primary tumors can secrete angiogenic inhibitors: maybe the tumors can be stopped by anti­angiogenic compounds (?) 6. Use of “statins” other approaches (discussed in class) as anti­cancer agents  a. J. Folkmans lab!!! i. Statins are derived from normal proteins: endostatin made by proteolytic processing and was  shown to decrease tumor growth/size  ii. Modern: avastin­ get modest increase in survival rates; limited good news because these  patients are usually in end stages  b. Not all tumors are highly angiogenic!! i. Some are marked by low mean vessel density (MVD)­ meaning they grow along existing  vessels and receive oxygen and nutrients from there (ex: astrocytomas)  Invasion and metastasis: 1. Difference between invasiveness and metastasis a. Invasiveness is local, metastasis is the level of spread of cancer in the body: they must  negotiate their way through the ECM  i. Integrins (cell movement (ligands: ECM proteins) and cadherins are often altered in cancers and are involved in proliferation, survival, and differentiation  ii. Tumor cells have increased production of MMPs that allow invasion and spread of the tumor  cells (involved in angiogenesis­ eat away the ECM) 2. Steps in invasion and metastasis, definitions associated with process (intravasation, ect)  a. Intravasation: when tumor cells go into the blood vessels and begins to spread into circulation b. Extravasation: tumor cell exits the blood vessel and forms micrometastatic growth to become  macrometastatic growth  3. Know principle cellular systems /components involved in normal and tumor cell movement;  adhesion molecules (integrins, cadherins, ect), ECM, actin cytoskeleton, cellular morphological  features discussed (lamellipodia, filopodia, actin stress fibers/focal contacts, Rho Gtpases, ect).  Know what these proteins do. a. Cell movement/cell polarization:  i. Directional movement/polarity = going from low concentration to high concentration ii. ECM: structural proteins (collagen and elastin, specialized proteins (fibrin) , and proteoglycans iii. Actin cytoskeleton: in peripheral area of the cell, respond to chemical cues that causes cell  shape and aid in movement of the cell towards the signal (chemotaxis) 1. Lamellipodium: leading edge of the cell (cell moving in that direction) 2. Trailing edge (back of the cell) a. As the cell extends there are points of contact (focal contacts: mediated by integrins by active  proteolysis (cleaving of alpha and beta subunits)  b. As the cell is extending, this creates tension in the actin cytoskeleton: cause the cell to stretch  out and de­tatch the focal contacts at the trailing edge c. Protrusive activity at the leading edge and contractile motion by myosin II at the trailing edge iv. Adhesion Receptors: 1. Integrins: medical cell­matrix interactions (ECM), form dimers, alpha and beta pairs lead to  specificities in reacting to ECM: cancer has an upregulation of these alpha/beta pairs (mediated  by calcium and magnesium) a. Also play important role in activation of signal transduction pathways (have GEFs and GAPs)­  control downstream effectors that will lead to actin structures 2. Cadherins: cell­cell interactions­ interact with intracellular catenins 3. Immunoglobulins (cell­cell adhesion) 4. Selectins (lymphocyte tracking.. cell­cell adhesion) Small GTPases related to Ras but implicated in cytoskeletal function and cell movement  Rho: stress fibers (actin based­maintaining cell shape and providing torsional strain to allow cell to move)  and focal adhesions (focal contacts­ made of vinculin protein) Rac: lamellipodium: gel like network to make fan like structure Cdc42: filopodia: short microspikes (usually seen with lamellipodium) 4. MMPs & TIMPs: what these are, functions, relevance to metastasis  a. TIMPs: regulate the MMPs b. Upregulation of MMPs in cancer relative to the TIMPs: MMPs will break down the ECM in  angiogenesis for tumor invasiveness and spread  5. Seed and soil theory: what it is, examples covered in class a. Seed is the cancer, soil is the environment around it­ dependent on where the tumor cells form  and where they metastasize to  6. EMT: what this is, relevance to metastasis  a. In situ carcinoma: invasive b. EMT: dramatic rise in MMPs that allow front that allows cells to eat away at ECM and  invade the surrounding tissues­ become metastatic  i. Dysregulation/ decrease in expression of e­cadherins ( destabilizes the cell­cell/adherins  junctions), freeing of B­catenin (transcription factor)  then travels to the nucleus and activates  gene transcription (increasing cell proliferation) 7. What features influence the spread of cancers to specific sites/organs a. Why cancers metastasize to certain body parts: 1) point of entry/ circulation 2) stromal  environment around them i. Parenchyma: tumor, stroma: surrounding environment = heterotypic view  ii. Ex: breast to lung: survive better there  8. Issues discussed in class that make the study of metastasis difficult, some experimental  systems designed to get around said issues  a. Take specific tumor and inject into early blastocysts: these cells become normal and contribute  to normal tissues   b. Crellox system: target specific gene and KO c. Cells that escape to the lymph/circ system usually die off, but the ones that don't associate with  normal cells in the body and are hidden d. Hard to study because injection of cancer into cells is not how cancer develops in a living  organism  CML & CRC:  1. CML: know three stages, features associated with each stage a. CML: chronic myelogenous leukemia: undercontrolled over­production of myeloid cells  (neutrophils and macrophages and monocytes) i. 3 stages: 1. Chronic: leukemic cells are well differentiated ( look like normal cells, but you have too many of  them 2. Accelerated: larger and less developed cells shown 3. Blast crisis: chemoresistant, very immature cells shown 2. Know what specific genes are affected in CML. Features associated with Phil chromosome a. Causes of CML: reciprocal translocation = Phil chromosome, causes BCR­ABL (tyrosine kinase  activity locks the activity constituently active) 3. Know general details/conclusions of the Gorre, et all Gleevec paper, mechanisms of drug  resistance, potential role of cancer stem cells a. Gleevec was a potent inhibitor that was pretty specific to BCR­ABL i. Programs cell death in leukemic cells because it will bind to the APT site 1. Lack of specificity is huge downfall of drug design : many ptients saw relapse a. Also worked in GISTs (gastrointestinal stromal tumors that resembled myeloid cells)  ii. Mechanism of resistance: INCREASE IN BCR­ABL OR METABOLISM OF DRUG BY PATIENT  1. Western blots done to see if autophosphorylation by BCR­ABL can be measured; measured  CRKL instead because BCR­ABL can phosphorylate it  a. PCRKL seen to run slower on a gel than CRKL, patients seen to have high  phosphorylation/BCR­ABL pretreatment and after treatment these phosphorylation levels were  decreased  i. Showed a CHANGE IN BCR­ABL iii. Drawbacks of the paper: didn’t test that many patients and relapse patients saw a reinstatement of BCR­ABL even when receiving the drug still (needed way more drug to inhibit)  b. Also looked for changes in the chromosome (BCR­ABL gene) ­ found a point mutation in region  where the drug binds (ATP site) and gene amplification  i. T replaces a G in the codon­ results in isoleucine hindering drug binding  c. Cancer stem cells the most resistant to drugs→ have MDR genes that pump the drugs out of the cell i. Drugs more potent on progenitors and differentiated cells 4. CRC: general features of colonic epithelial ( crypts, ect) Colorectal cancer a. Epithelial cells are constantly dividing in the crypts of the colon i. Active cell proliferation in the lower ⅓ of the cell, cells up top die off and new cells from the  bottom of the crypt migrate up and replace the cells  5. Examples of inherited CRC, how these genetic disorders contribute to our understanding of  spontaneous CRC, specific genes implicated (esp APC) a. FAP: vast majority of inherited forms have this­ small adenomas ( thousands ), accumulate on  the colon (intestinal polyps, not cancerous, but a lot of them form so that increases the chances  of a hit)­ see changes in tissue architecture  b. HNPCC: loss of DNA due to mismatch repair MMR genes­ increases mutagenic load i. APC tumor suppressor gene, major player in FAP patients­ deletion of part of chromosome 5;  loss of heterozygosity (one normal and one inactive allele) ii. APC mutation also found in sporadic CRC: shows that APC mutation is the RATE LIMITING  STEP to this disease 6. General functions of Wnt & TGF­beta signaling pathways, importance in CRC a. TGF­B pathway: associated with suppression of cell division (inhibitory) i. TGF-B binds to RTF→ dimerization of receptors→ recruit the Smads 1. R(receptor) Smads: bind to receptors and undergo phosphorylation 2. Co(common partner) Smads: bind to R-Smads→ translocate into the nucleus and act as a transcriptional regulator a. Either activate or suppress transcription ii. OVERALL EFFECT IS TO INHIBIT CELL DIVISION b. LOF in TGF­B signaling important in CRC c. Wnt pathway: associated with activation of cell division (promotes) 7. Functions associated with APC and B­catenin a. APC: ‘gatekeeper’ of intestinal epithelial cells i. LOF in APC leads to loss of zonal control in the lower ⅓ of the crypt ii. APC is more active at the top of the crypt because it is a tumor suppressor and the lower end of  the crypt is constantly proliferating  1. BOTTOM LINE: if APC is intact­ mutations down the line do not cause CRC: need APC  mutation 1st  b. APC also controls B­catenin in adherens junctions i. In EMT: E cadherins in conjunction with B­catenin: if e­cadherins levels go down, there is more  free B­catenin, it travels to the nucleus and activates cell proliferation (cell division)  ii. Very specific mutation: remove the C terminus from the APC gene, where B catenin  BINDS­ allows it to be free and allow proliferation 1. Complete loss of APC causes cell death c. APC also maintains mitotic spindle fidelity i. Mutate APC: have increased rate of improper alignment of chromosomes and ability for  chromosomes to form kinetochores or an increase in multipolar spindles: results in  ANEUPLOIDY and chromosomes fail to separate  d. Still have a chance of apoptosis since p53 is at the end of the cycle for mutations in CRC  Micro (mi)RNAs & Cancer: 1. The overall importance of miRNA in normal and abnormal (i.e cancer) regulation of cellular gene expression a. 2 ways of inhibiting specific gene expression i. Direct degradation of mRNA (RNAi and mrRNAs) ii. Translational inhibition of specific mRNAs (microRNAs)  1. Post­transcriptional gene silencing (PTGS)­ silencing of endogenous gene caused by  introduction of a homologous dsRNA, transgene, or virus 2. RNA interference (RNAi): silencing of an endogenous gene caused by introduction of a  homologous dsRNA a. disrupt /silence of a certain gene instead of knocking it out b. Injected dsRNA into worms and worms had the silencing phenotype even though it had the  antisense 2. The specific steps in microRNA synthesis, export, and processing. Know the components that  carry out these general steps (i.e Drosha, exportin­5, dicer, RISC)  a. Mechanism of action­RNAi (virus) i. 1) Direct degradation of mRNA---- Formation of SiRNA duplex→ DICER creates shorter  pieces and one of the strands is the regulatory RNA, RISC will bring the duplex to the antisense strand to bind to the 100% complementary mRNA transcript→ mRNA is DESTROYED ii. 2) Translational inhibition of specific mRNA­­­­ Drosha takes off the pre­micro RNA and  exportin­5 exports it to the cytoplasm for DICER/RISC pathway, binding to the mRNA is not  100% complementary: inhibition of translation via ribosome 3. How miRNAs work. What do they do? How do they regulate gene expression? Know  differences b/w microRNAs & RNAi (interfering RNAs) in terms of transcriptional vs translational effects on gene expression a. MicroRNA genes: deletion mutations = TS i. CLL: chronic lymphocytic leukemia­ deletion of 13q14 region 1. 2 miRNA found in this region: these miRNAs target BLC2­ loss of BCL­2 control promotes cell  survival and there is no apoptosis ii. Came from cancers of blood origin 4. Relevance of miRNAs to cancers, examples in class a. miRNAs downregulate pro­survival proteins (that usually cause apoptosis) and function as a  tumor suppressor­ increasing proliferation?? 5. Main conclusions in Shen, et al. EGFR  regulation of miRNAs paper  a. Examined the relationship between miRNA regulation and epidermal growth factor receptor  (EGFR) b. AGO2 component of RISC cleaving of precursor miRNA i. AGO2 phosphorylation increased cell invasiveness and reduced apoptosis in in vitro ii. Areas of hypoxia increased EGRF expression and EGO2 phosphorylation 1. MUTATIONS IN DICER AND AGO2 THAT AFFECT MIRNA PROCESSING DIRECTLY  INVOLVED IN TUMOR DEVELOPMENT


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Kyle Maynard Purdue

"When you're taking detailed notes and trying to help everyone else out in the class, it really helps you learn and understand the I made $280 on my first study guide!"

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.