Ein Mitogen ist jede Substanz, die den Prozess der Mitose oder Zellteilung auslöst. Mitogene sind häufig Proteine – Verbindungen, die aus Aminosäuremolekülen bestehen, die biochemische Reaktionen in Organismen erleichtern. Auf dem Gebiet der Immunologie sind Mitogene aufgrund ihrer Bedeutung bei der Induktion von Signaltransduktionswegen häufig anzutreffen. Diese Wege sind Prozesse in einem Organismus, bei denen biochemische „Signale“ von außerhalb einer Zelle nach innen weitergeleitet werden, wodurch eine Veränderung innerhalb der Zelle stattfindet. Ein solcher Weg, die Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK), kann manchmal mutieren und zu Krebs führen.
Bei der Mitose teilt sich eine Zelle in zwei identische Tochterzellen. In einer Reihe von Phasen teilt sich die Zelle auf, sodass jeder Tochterzelle eine Kopie des genetischen Materials zugefügt wird, zusammen mit etwa der Hälfte des Zytoplasmas der Mutterzelle – der Flüssigkeit im Inneren der Zelle. Der Prozess der Mitose ermöglicht es einer Zelle, sich selbst zu replizieren. Ein Mitogen wirkt, indem es mit der Zellmembran, der Hülle, die die Zelle umgibt, interagiert und eine Reaktion stimuliert, die zur Mitose führt.
In der Immunologie können Mitogene verwendet werden, um die Mitose von Lymphozyten oder weißen Blutkörperchen zu stimulieren – Zellen, die den Wirtsorganismus vor eindringenden Bakterien oder Viren schützen. Die mitotische Fähigkeit von Lymphozyten kann als Test verwendet werden, um festzustellen, ob das Immunsystem richtig funktioniert. Wenn ein Mitogen eingeführt wird und die Lymphozyten nicht durch Teilung reagieren, gilt das Immunsystem als geschwächt.
Mitogene haben auch Bedeutung in Signaltransduktionswegen, die die Zellteilung vermitteln, einschließlich des MAPK-Weges. Wenn ein Mitogen in der extrazellulären Umgebung an ein Rezeptorelement auf der Zellmembran bindet, löst die chemische Veränderung, die es verursacht, Aktivität in anderen Molekülen innerhalb der Zelle aus. Die Interaktion dieser Moleküle und Proteine erzeugt eine Signalkette, die schließlich MAPK produziert, ein Protein, das die Zellteilung und andere Prozesse erleichtert.
Wenn eine Komponente des Signalübertragungsweges mutiert ist – zum Beispiel wenn eines der Proteine missgebildet ist – kann der Signalweg negative Folgen für den Organismus haben. Der MAPK-Weg wird beispielsweise als ein Faktor bei der Entstehung von Krebs angesehen. Krebse vermehren sich unkontrolliert und erzeugen einen Tumor, der andere Gewebe im Körper beeinflusst. Ein fehlerhaftes Protein im MAPK-Signalweg könnte dazu führen, dass der Signalweg die Zellteilung unkontrolliert stimuliert, ohne sich abzuschalten, was zur Tumorentwicklung führt.