عائلة راس
راس عبارة عن معربة في جميع خلايا أعضاء الحيوانات. جميع بروتينات هذه العائلة تنتمي إلى فئة من البروتين تسمى GTPase الصغيرة (بالإنجليزية:)، و تشترك في نقل الإشارات داخل الخلية (التنبيغ الخلوي). راس هي العضو النموذجي في فصيلة راس  (بالإنجليزية:)، حيث أن أعضاء هذه الفصيلة تتشابه في الهيكل ثلاثي الأبعاد و تقوم بتنظيم سلوكات و وظائف متنوعة داخل الخلية.
بعد أن يتم تشغيل البروتين راس بواسطة الإشارات الواردة، يقوم راس بتشغيل بروتين آخر، و الذي بدوره يقوم بتشغيل جينات، حيث أن هذه الجينات لها دور في عمليات: تكاثر الخلايا، وتمايزها، بالإضافة إلى بقائها على قيد الحياة.
تؤدي الطفرات التي تصيب الجينات المترجمة لبروتينات راس إلى إنتاج بروتين راس دائم النشاط والفاعلية. نتيجة لذلك، تتكون إشارات غير مقصودة و شديدة النشاط داخل الخلية، حتى في حالة غياب إشارات واردة من خارج الخلية تحفز تكونها داخل الخلية. و بما أن هذه الإشارات تؤدي إلى نمو الخلية وانقسامها، فالنشاط الشديد لإشارات راس سوف تؤدي إلى نمو غير طبيعي للخلية الذي ينتج عنه تكون الورم السرطاني.
تحتوي خلايا الإنسان على ثلاث جينات مترجِمة لبروتينات راس تسمى "جينات راس الثلاث" وهي: ،، و . تعد هذه الجينات من أكثر الجينات المسرطنة شيوعاً، من خلال الطفرات التي تسبب نشاط دائم لبروتينات راس. تتواجد هذه الطفرات من 20% إلى 25% من مجموع الأورام التي تصيب الإنسان، و في أنواع معينة من السرطان تتواجد بنسبة 90% (مثل سرطان البنكرياس). و لهذا السبب، يتم دراسة مثبطات راس لاستخدامها كعلاج للسرطان و أمراض أخرى تتصف بانتاج مفرط لبروتينات راس.
تم اكتشاف أول جينَين مترجمَين لبروتنيات راس ( و ) من خلال الدراسات التي أُجريت على نوعين من الفيروسات المسببة للسرطان، هما:  فيروس هارفي و فيروس كريستن، من قبل و زملاؤه في منظمات الصحة الوطنية (National Institutes of Health). لقد اكتُشفت هذه الفيروسات داخل الفئران في السيتينات من القرن الماضي من قبل جينيفر هارفي و ويرنر كريستن، على التوالي، و عليه سمي بورم الفئران الخبيث (ساركوما الفئران) .
عام 1982 جينات راس المفعلة و المحولة اكتشفت في جسم الإنسان داخل الخلايا السرطانية من قبل في هارفرد، و في منظمات الصحة الوطنية، في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا،  و في مختبر كولد سبرينغ هاربور. بعد ذلك تم التعرف على الجين الثالث على يد مجموعة من الباحثين : في معهد أبحاث السرطان، و في مختبر كولد سبرينغ هاربور، سمي هذا الجين بNRAS لدوره المهم في تحديد طبيعة الورم الخبيث الذي يصيب الخلايا العصبية البشرية (Neuroblastoma).
جينات راس الثلاثة تشفر بروتينات في غاية التشابه، تتكون من سلاسل من 188 إلى 189 حمض أميني. رموز الجينات الخاصة بهذه البروتينات هي: HRAS، KRAS، و NRAS.KRAS  ينتج النظائر K-Ras4A و K-Ras4B من خلال الروابط التجديلية.
يحتوي البروتين على ستة  خيوط بيتا (بالانجليزية: beta strands) وخمسة لوالب الفا (بالانجليزية:alpha helices) كما يتركب من مجموعتين رئيسيتين ، المجموعة (ج) تتكون من 166 حمض اميني، ما يقارب 20 كيلودالتون , الذي يربط النوكليوتيدات الغوانوزينية ،ومنطقة استهداف الغشاءالطرفي (سي)  (CAAX-COOH )، المعروف أيضًا باسم ( CAAX box), وهو معدل للدهون بواسطة فرانسيل ترانسفيراز ( بالانجليزية: farnesyl transferase) و RCE1 و ICMT.
تحتوي المجموعة (ج) على خمسة مجموعات جزئية من (ج) التي تربط الناتج المحلي الإجمالي  GTP مباشرة.
العنصر (ج1) أو P-loop ، إلى فوسفات بيتا من الناتج المحلي الإجمالي و GTP.العنصر(ج2) والمعروف أيضاً بالمفتاح 1، يحتوي على ثريونين 35 ، الذي يربط الفوسفات الطرفي (γ-phosphate) لـ GTP و أيون المغنيسيوم ثنائي التكافؤ المتواجد في الموقع النشط.العنصر (ج3)، الذي يُعرف أيضًا بـالمفتاح 2 ،يحتوي ( DXXGQ ) , (D) هو الاسبرتيت 57 ، وهو محدد لربط الغوانين مقابل الأدينين ، و (Q) هو جلوتامين 61 ، وهو المتبقي الحيوي الذي ينشط جزيء ماء محفز للتحلل بالماء من (GTP) إلى إجمالي الناتج المحلي
العنصر(ج4) يحتوي على نموذج (LVGNKxDL) ، ويوفر تفاعلًا محددًا مع الجوانين.
يحتوي العنصر (ج5) على تسلسل إجماع (SAK. A) وهو الاانيين 146،الذي يوفر خصوصية  لغوانين بدلا من الأدينين.
يمثل كل من المفتاح 1 والمفتاح 2 ، (ج2)و(ج3) ، الأجزاء الرئيسية من البروتين التي تتحرك عند التنشيط بواسطة GTP.
هذا التغير التطابقي من خلال (ج2) و (ج3) هو ما يتوسط الوظيفة الأساسية كبروتين تبديل جزيئي.
حالة بروتين راس القائمة على بروتوكول GTP هي حالة "التشغيل"، والحالة المرتبطة بالناتج المحلي الإجمالي (GDP) هي حالة "التعطيل".
بروتين راس أيضا يحتوي [] الذي يساعد على تنسيق ربط النوكليوتيدات.
تعمل بروتينات راس كمفاتيح جزيئية ثنائية تتحكم في شبكات الإشارات داخل الخلايا. تتحكم بمسارات توصيل الاشارة للتنظيم في مثل هذه العمليات كسلامة الهيكل الخلوي للاكتين ، وتكاثر الخلايا ، وتمايز الخلايا ، والتصاق الخلايا ، واستماتة الخلية ، وترحيل الخلايا (بالانجليزية: cell migration ). غالبًا ما يتم تحرير البروتينات ذات الصلة بالبروتين راس و بروتين راس في السرطانات ، مما يؤدي إلى زيادة الغزو والانبثاث ، وتراجع الموت المنظم للخلية.
ينشط البروتين راس العديد من المسارات ، التي تمت دراستها بشكل جيد. ينقل هذا البروتين الإشارات باتجاه محدد وينتج عنه نسخ الجينات المعنية بنمو الخلايا وتقسيمها . وينقل البروتين راس اشارات  تنشيط مسار  آخر هو مسار ( PI3K/AKT/mTOR pathway) ، الذي يحفز تخليق البروتين والنمو الخلوي ، ويحول دون موت الخلايا المنظم.
البروتين راس هو جي بروتين ، أو بروتين ربط غوانوزين - النوكليوتيد. على وجه التحديد, وهو عبارة عن وحدة (GTPase) وهي وحدة صغيرة أحادية , وهو مرتبط في بنية الوحدة الفرعية (جα).
تعمل البروتينات (ج) كمفاتيح تشوير ثنائية مع حالات "التشغيل" و "ايقاف التشغيل". في حالة "إيقاف التشغيل" ، يكون مرتبطًا بنواة ثنائي أكسيد الجوانوزين (بالانجليزية:(guanosine diphosphate (GDP).
بينما في حالة "التشغيل" ,يكون مرتبطا بغوانوسين ثلاثي الفوسفات (بالانجليزية : (guanosine triphosphate (GTP) ، التي لديها مجموعة فوسفات إضافية مقارنة بالناتج المحلي الإجماليي (GDP ).
يحمل هذا الفوسفات الإضافي منطقتين للتبديل في تكوين "الربيع المحمل" (على وجه التحديد ، Thr-35 و Gly-60). مناطق تبديل الاسترخاء الذي يسبب تغيير في الحالة إلى غير نشط. وبالتالي ، يتم التحكم في تنشيط وتعطيل راس وغيرها من البروتينات (ج) الصغيرة عن طريق التدوير بين الحالتين في (GTP) والحالة الناتجة عن الناتج المحلي الإجمالي(GDP).
يتم تسهيل عملية تبادل النوكليوتيدات المربوطة من قبل عوامل تبادل النوكليوتيدات في الغوانين (GEF), و GTPase لتنشيط البروتينات (GAPs). حسب تصنيفها ، فإن  بروتين راس لها نشاط GTPase جوهري ،ما يعني أن البروتين بمفرده يقوم بتحلل مائي لجزيء GTP إلى إجمالي الناتج المحلي(GDP). ومع ذلك ، فإن هذه العملية بطيئة للغاية بالنسبة للوظيفة الفعالة ، وبالتالي فإن GAP في راس ، RasGAP ، قد ترتبط وتثبّت الماكينة التحفيزية في بروتين راس ،توفير بقايا تحفزية إضافية ("إصبع أرجينين") بحيث يتم وضع جزيء الماء على النحو المحب للنواة على فوسفات جاما من GTP. يتم تحرير الفوسفات غير العضوي ويكون جزيء الراس مرتبطًا بالناتج المحلي الإجمالي. ونظرًا لأن الشكل المحدد للناتج المحلي الإجمالي هو "إيقاف" أو "غير نشط" للإشارة ، فإن GTPase Activating Protein يعطل رأسه عن طريق تنشيط نشاط GTPase.
وبالتالي ، تعمل GAP على تسريع تعطيل نشاط  بروتين راس.
تقوم GEF بتحفيز رد فعل "الدفع والجذب" الذي يطلق الناتج المحلي الإجمالي من بروتين راس. أنها تضاف قريبة من موقع ربط حلقة بي و ايون المغنيسيوم وتمنع تفاعل هذه مع أيون فوسفات جاما. البقايا الحمضية (السلبية) في التبديل II "سحب"  ليسين في P-lo بعيدا عن الناتج المحلي الإجمالي الذي "يدفع" التبديل بعيدا عن الجوانين. تم كسر جهات الاتصال التي تحتفظ بالناتج المحلي الإجمالي في المكان ويتم إطلاقها في السيتوبلازم.
لأن GTP داخل الخلايا وفيرة نسبة إلى الناتج المحلي الإجمالي (حوالياكثر من  10 أضعاف) [15] GTP في الغالب يقوم بإعادة إدخال جيب الربط النوكليوتيد من البروتبن راس وإعادة تحميل الربيع.
وبالتالي فإن GEF تسهل تفعيل رأس.  وتشمل GEFs المعروفة جيدا () و cdc25 التي تتضمن نطاق RasGEF.
يحدد التوازن بين نشاط GEF و GAP وضع النوكليوتيد الغوانين في البروتين راس، وبالتالي تنظيم نشاط البروتين راس.
في التصميم المكوّن من GTP ، فإن راس لديها تقارب كبير للعديد من المستجيبات التي تسمح لها بتنفيذ وظائفها. وتشمل هذه PI3K. GTPases صغيرة أخرى لربط محولات مثل ارفبتين أو أنظمة رسول الثاني مثل انزيم محلقة الأدينيلات.
تم العثور على المجموعة الرابطة راس في العديد من المستجيبات ويربط دائمًا بإحدى مناطق التحويل ، نظرًا لأن هذا التغيير يتغير بين الأشكال النشطة وغير النشطة, قد ترتبط أيضًا ببقية سطح البروتين, بروتينات أخرى موجودة قد تغير نشاط بروتينات عائلة راس, مثال واحد هو GDI (مثبط انفصال الناتج المحلي الإجمالي) ؛ هذه الوظيفة عن طريق إبطاء تبادل الناتج المحلي الإجمالي ل GTP وبالتالي ،طالة أمد حالة عدم نشاط أفراد عائلة راس. قد توجد بروتينات أخرى تزيد من هذه الدورة.
يرتبط بروتين راس في الغشاء الخلوي نتيجة لعملية اضافة البرينيل او البرنلة (بالانجليزية:Prenylation) وعملية اضافة البالميتول (بالانجليزية: Palmitoylation) ل (HRAS و NRAS) ، او نتيجة لمزيج من عملية البرنلة (بالانجليزية:Prenylation) وتسلسل متعدد القواعد مجاور لمكان عملية البرنلة (بالانجليزية:Prenylation) ل (KRAS). النهاية الطرفية سي ( C-terminal) CaaX box لبروتين راس في البداية يتم التعديل عليها من خلال عملية اضافة farnesyl group لجزيء الحمض الاميني سيستين (cysteine) في السايتوسول (cytosol)، مما يسمح لبروتين راس بالدخول الي غشاء الشبكة الاندوبلازمية و الاغشية الخلوية الاخرى بسهولة. ثم يتم فصل ثلاثي الببتيد (aaX) عن النهاية الطرفية سي (C-terminal) من خلال استخدام انزيمات خاصة لقطع البروتين ثم يتم اضافة مجموعة ميثل الي النهاية الطرفية سي (C-terminal) الجديدة من خلال الميثيل ترانسفيريز (بالانجليزية: methyltransferase). في هذه المرحلة يتم الانتهاء من معالجة KRas. التفاعلات الحركية الكهربائية بين الشحنات الموجبة للقواعد المسلسلة و الشحنات السالبة في الجزء الداخلي من الغشاء البلازمي مسؤولة عن بقائها مستقرة على سطح الخلية بشكل ثابت . يتم التعديل ايضا على NRAS و HRAS على سطح جهاز جولجي من خلال عملية البالميتوليشن (بالانجليزية: Palmitoylation) لواحد او اثنين من جزيئات الحمض الاميني سيستين (cysteine). وبذلك تصبح البروتينات مثبتة على الغشاء ويتم نقلها الي الغشاء البلازمي عن طريق حويصلات في المسار الافرازي. عملية الديبالميتوليشن ( بالانجليزية: Depalmitoylation) عن طريق acyl-protein thioesterases تسمح باطلاق سراح البروتين من الغشاء من اجل السماح له بالدخول الي دورة اخرى من عمليتي البالميتوليشن والديبالميتوليشن. وهذه الدورة المستمرة تمنع تسرب NRAS وHRAS للاغشية الاخرى وتحافظ على استقرارها على سطح جهاز جولجي ، المسار الافرازي و الغشاء الخلوي
ابرز اعضاء هذه الفصيلة التي تم ملاحظتها سريريا و و نتيجة لمشاركتها ودورها في انواع عديدة من السرطان.
اضافة إلى ذلك هناك افراد اخرى من هذه الفصيلة:DIRAS1; DIRAS2; ; ERAS; GEM; MRAS; NKIRAS1; NKIRAS2; NRAS; RALA; RALB; RAP1A; RAP1B; RAP2A; RAP2B; RAP2C; RASD1; RASD2; RASL10A; RASL10B; RASL11A; RASL11B; RASL12; REM1; REM2; RERG; RERGL; RRAD; RRAS; RRAS2
حدوث الطفرات في عائلة راس من الجينات المسرطنة والتي تضم ( H-RAS وN-RAS و K-RAS ) عملية شائعة جدا، وجدت هذه الطفرات في 20% الي 30% من مجموع الاورام التي تصيب الانسان. نتيجة لذلك فمن الطبيعي التوقع بان العلاج الدوائي الذي يحد من نشاط بروتين راس يمثل طريقة لتثبيط بعض انواع السرطان في الانسان. الطفرات النقطية الناتجة عن خلل في نيكليوتيد واحد في جينات راس هو الحالة الغير طبيعية الاكثر شيوعا في الجينات المسرطنة عند الانسان. مثبط بروتين راس trans- farnesylthiosalicylic acid (FTS, Salirasib)) اظهر اثر كبير في كمضاد لتطور الورم في الكثير من الخلايا السرطانية.
لقد اظهر التنشيط الزائد والغير مناسب لجينات راس دورا رئيسيا في نقل الاشارات الخاطئة التي تؤدي بدورها إلى نمو الخلايا وانقسامها بشكل كبير وهذا النمو الغير طبيعي ينتج عنه تكون الورم السرطاني. الطفرات التي تحدث في عدد من الجينات المختلفة كما الحال في الجينات المترجمة لبروتين راس يمكن ان يكون لها هذا الاثر.الجينات السرطانية (Oncogenes) مثل p210BCR-ABL او مستقبلات النمو erbB عبارة عن اشارات تنشيط قبلية ل راس. لذلك فانه اذا كانت منشطة اساسا فإن اشاراتها سوف تنتقل من خلال راس. يقوم الجين المثبط للورم NF1 بتشفير Ras-GAP حيث ان الطفرة في الورم الليفي العصبي ( neurofibromatosis) تعني ان راس اقل عرضة للتثبيط وعدم التفعيل. ممكن ان يحدث تضخم راس، لكن هذه الحالة تحدث فقط في بعض الاورام.
اخيرا، يمكن ان يتم تنشيط الجينات السرطانية راس من خلال الطفرات النقطية بحيث ان تفاعلات GTPase لا يمكن تحفيزها من خلال GAP وهذا يزيد العمر النصفي ل Ras-GTP النشط والذي حدثت فيه الطفرة.
وهو الذي يحتوي على على طفرات تمنع تحلل GTP وبالتالي تجعل راس في حالة تنشيط وتشغيل دائمة.
الطفرات الأكثر شيوعا تتواجد على جزيء G12 في وعلى جزيء الحفاز Q61.لقد لوحظ ان الريوفايروس ( ) قد يكون علاجا فعالا للسرطان عندما اوضحت الدراسات انه يتكاثر بشكل جيد في بعض الخلايا السرطانية. يتكاثر بشكل خاص في الخلايا التي تحتوي على مسار راس نشط (وهو مسار خلوي يدخل في نمو الخلية وتمايزها). يتكاثر الريوفايروس ( ) ويقتل الخلايا السرطانية التي تحتوي على بروتين راس نشط، عندما تموت الخلايا فاين بقايا القيروس لها الحرية والامكانية بالدخول الي خلايا سرطانية اخرى. يعتقد ان هذه الدورة من الاصابة و التكاثر و موت الخلايا تتكرر حتى يتم تدمير جميع الخلايا السرطانية التي يتواجد فيها مسار نشط من بروتين راس.
هناك فايروس اخر يستهدف الخلايا السرطانية التي تحتوي على مسار راس نشط ويقوم بتحليل الورم، و هو النوع الثاني من فيروس الهربس البسيط (HSV-2). الطفرات النشطة في بروتينات راس تلعب دورا في حوالي ثلثي انواع السرطانات التي تصيب الانسان وتتضمن السرطانات القابلة للانتشار. ريوليوسين ( ) وهو نوع من انواع الريوفايروس و FusOn-H2 المستخدم حاليا في التجارب السريرية او قيد التطوير لعلاج انواع مختلفة من السرطان. بالاضافة إلى ذلك العلاج القائم على siRNA مضاد الطفرات في (G12D) المسمى siG12D LODER حاليا هو قيد التجارب لعلاج سرطان البنكرياس متقدم المراحل.