Proto-Onkogene sind normale Gene, die zu Krebs führen können, wenn sie mutiert oder in ungewöhnlich hohen Mengen exprimiert werden. Ein Gen ist eine biologische Einheit, die Erbinformationen innerhalb eines Organismus enthält, die für die Produktion bestimmter Proteine notwendig sind. Ein Onkogen ist ein Gen, das Krebs verursacht, indem es bestimmte Zellen dazu bringt, mit unmäßiger Geschwindigkeit zu wachsen und sich zu vermehren. Normale Zellen durchlaufen schließlich Apoptose oder Zelltod, Krebszellen jedoch nicht; sie wachsen und vermehren sich, bis der sie enthaltende Organismus tot ist. In vielen Fällen muss ein Proto-Onkogen durch einen Umweltfaktor aktiviert werden, bevor es tatsächlich Krebs verursachen kann.
Proto-Onkogene enthalten genetische Informationen, die verwendet werden, um Proteine zu produzieren, die das Zellwachstum und die Zellproliferation kontrollieren und mäßigen. Sie enthalten oft Code, der für die Signalmechanismen erforderlich ist, die für die Zellteilung und den programmierten Zelltod verantwortlich sind. Diese Regelung ist für die Gesundheit notwendig und dient eigentlich der Krebsprävention bei gesunden Menschen. Sobald die Aktivierung jedoch durch eine kleine Modifikation dieser Gene erfolgt, hören Proto-Onkogene auf, gesunde regulatorische Gene zu sein, und werden stattdessen zu tumorverursachenden Onkogenen. Die Proteine und Signalmechanismen, für die sie kodieren, verursachen keinen programmierten Zelltod und keine richtige Zellteilung mehr; sie verursachen stattdessen zelluläre Unsterblichkeit und unkontrollierte Teilung.
Es gibt viele verschiedene Mechanismen, durch die Proto-Onkogene aktiviert und in tumorbildende Onkogene umgewandelt werden können. Eine einfache Mutation auf dem Gen verändert die Struktur und Funktion der Proteine, für die es kodiert; dies kann zu Krebs führen. In einigen Fällen bleibt das Gen selbst unverändert, aber verschiedene Faktoren, die die Proteine regulieren, funktionieren nicht mehr richtig. So könnten beispielsweise Proteine, die die Zellteilung bewirken, weitaus häufiger vorkommen, als sie sein sollen, was zu unkontrollierter Zellteilung und Tumorbildung führt.
Ein weiterer Mechanismus, der Proto-Onkogene aktivieren kann, ist als chromosomale Translokation bekannt. Chromosomale Translokationen sind genetische Anomalien, bei denen verschiedene Teile der Erbinformation neu angeordnet sind. Dies kann dazu führen, dass bestimmte Arten von Proteinen in den falschen Zelltypen aktiv werden. Es kann auch zur Bildung von Hybridproteinen führen, wie sie beispielsweise zu Leukämie führen können.
Proto-Onkogene sind für medizinische Forscher aufgrund ihrer Rolle bei der Entstehung von Krebs wichtig. Forscher versuchen, Medikamente zu entwickeln, die spezifisch auf Proto-Onkogene und die von ihnen produzierten Proteine abzielen. Sie tun dies mit dem Ziel, die Anomalien zu korrigieren, die dazu führten, dass die Proto-Onkogene zu krebserregenden Onkogenen aktiviert wurden. Sie können auch versuchen, die von den Genen produzierten Proteine zu hemmen.