Kişilik ve karakterimizde var olan öfke, kıskançlık, yetersizlik, merhamet, sevgi ve daha pek çok özellikler ile mi doğuyoruz? Yoksa yaşamın etkileriyle mi bunları yaşıyoruz? Aynı evde büyüyen iki çocuk nasıl farklı olabiliyor? Epigenetik faktörlerin hayatımıza etkisi nedir? Aynı genler aynı kişilikleri yaratmıyor mu?
Epigenetik işleyiş aracılığıyla ebeveynler yaşadıkları çevrelerin etkilerini çocuklarına, hatta birkaç kuşak sonraki torunlarına dahi geçirebiliyor.
Annenin davranışları bebeğin DNA’sını etkileyebiliyor. Strese maruz kalan bitkiler gen ifadelerini değiştirerek değişen ortama adaptasyon sağlıyorlar. Yeni fenotipe sahip bitkiler. stres ortamından uzaklaştırılmalarına rağmen dört nesil boyunca bu adaptasyonu koruyabiliyorlar.
Bir farklılaşmamış kök hücre, bazen bölündüğünde iki yeni kök hücre verirken nasıl bazen de bir kök hücre ve ayrıca bir farklılaşmış hücre verebiliyor? Tamamen aynı genotipe sahip tek yumurta ikizlerinin, nasıl olur da hastalıklara genetik yatkınlıkları farklı olabiliyor?
Peki Epigenetik nedir?
Epigenetik, bilimin son günlerde en çok konuştuğu konulardan biri haline geldi. “Peki nedir epigenetik“ diye araştırdığımızda hücrelerde bulunan genler, belirli hücrelerde ve belirli zamanlarda ifade ediliyor. Ve bu yeni kavram genler üstü genetik şeklinde ifade ediliyor.
Epigenetik düzenlemelerde ve mekanizmalarda yer alan tüm oluşumlara ise epigenom deniyor.
Epigenetik: Genetik genlerimiz
Her genin, vücudunuzda bir şeyler yapan bir proteini oluşturan benzersiz bir dizisi olduğu bilgisi ile karşılaşıyoruz.
Epigenetiği anlamak istiyorsak öncelikle genomumuzu, yani DNA’mızı ele almamız gerekiyor. Vücudumuzdaki hücrelerin neredeyse tamamı, bizi inşa etmek ve onarmak için talimatlar içeren genomumuzun aynı kopyasını içeriyor.
Aynı talimatlara sahip olmalarına rağmen, farklı doku ve organlardaki hücreler çok çeşitli olabiliyor. Tamamen farklı görünebiliyor ve çok farklı işlevlere sahip olabiliyorlar.
Aynı genoma sahip olmalarına rağmen, dört farklı hücre tipinin ne kadar farklı olabileceğini görmek için görsele bakabilirsiniz.
Genetik mutasyon nasıl oluşuyor?
Genetik mutasyon, söz konusu dizinin bir veya daha fazla bölümünde meydana gelen sabit kopya değişimidir.
Bu sadece seni sen yapabilir. Ya da genetik bir hastalığa sebep olabilir.
Epigenetik değişim aynı zamanda bir genin DNA’sını da değiştiriyor; ancak dizi düzeyinde değil. Bunun yerine, bir proteinin vücutta nasıl çalıştığını değiştirmek için özel işaretler eklenebiliyor veya kaldırılıyor. Bunlar da hastalığa katkıda bulunabiliyor. Bu işaretlerin nasıl göründüğü her zaman sıcak bir araştırma konusu… Bazı nedenler diyet, stres faktörleri veya çevre kirleticileri olabiliyor.
Epigenetik konusunda önemli olan şey, hastalığı tedavi etmek için farklı bir yaklaşım sunması. Sert kopyalı bir genetik mutasyonun düzeltilmesi zor iken kötü bir epigenetik işareti kaldırmanın veya iyi bir işaret eklemenin yollarını bulmak daha kolay bir çözüm olabiliyor.
Aynı DNA dizisine sahip iki farenin, farklı kürk renkleri nasıl olabilir?
Epigenetik! Bu özel sarı fare türünde, bir anneye folik asitle zenginleştirilmiş bir diyet verildiğinde (DNA’nın epigenetik ‘metilasyonu’ için iyi bir kaynak), kürk rengini kontrol eden bir gen metilleniyor ve bunun sonucunda sarıdan daha fazla kahverengi yavru doğuyor. Bu, diyetin bir bireyi etkileyen epigenetik değişikliklere nasıl yol açabileceğinin bir örneği — DNA dizisini fiziksel olarak değiştirmeden.
Aynı genom farklı hücre nasıl olabiliyor?
Eğer genom tüm bu hücrelerde aynıysa o zaman neden farklılar sorusunun cevabı genomun düzenlenme biçiminde (farklı hücrelerde nasıl kullanıldığı). Bu süreç hücreler arasında farklılık gösteriyor ve kısmen epigenetik adı verilen bir şey tarafından kontrol ediliyor.
Epigenetik olmasaydı?
Basitçe ifadeyle epigenetik, DNA kodunun kendisi değiştirilmeden genomumuzun nasıl düzenlendiğini etkilemenin bir yoludur diyebiliriz. Epigenetik, genlerin ne zaman açılıp kapatılacağını (gen ifadesi olarak da bilinen) ve bunun sonucunda hangi proteinlerin üretileceğini belirleyebiliyor. Hatta genomun yapısını kontrol edebiliyor, sıkı paketlenmiş kromozomları gevşeterek gen ifadesini kontrol eden faktörlerin içindeki genlere erişmesine izin verebiliyor.
Epigenetik olmasaydı, döllenmiş bir yumurtadan bugün olduğunuz çok hücreli organizmaya dönüşemezdik ve epigenetik, büyüme ve gelişimimiz sırasında belirli hücrelerde, belirli yerlerde ve belirli zamanlarda belirli genleri düzenleyerek bizi etkilemeye devam edecek.
O halde bu sistem nasıl çalışıyor daha fazla bilgi edinelim.
Genomu etiketleme
Epigenetik modifikasyonlar kalıtsaldır, gelecek nesillere taşınır, çevresel etkilerle değişiyor. Hücre bölünmesiyle epigenetik durum korunuyor. Epigenetik durum; çevre koşulları, beslenme, kimyasal radyosyana maruz kalma, çeşitli hastalıklar gibi çevresel etkilerle değişiyor ve geri dönüşümlü.
Bir organizmanın genomunda meydana gelen veya genomu etiketleyen birçok farklı epigenetik modifikasyon türü (toplu olarak ‘epigenom’ olarak biliniyor) var. Epigenetik modifikasyonun bir örneği, genleri kapatmakla ilişkili olan metilasyon. Burada, metil grubu adı verilen bir kimyasal, bir genin başlangıcına yakın bir bölgeye bağlanıyor ve açılmasını engelliyor.
Başka bir epigenetik modifikasyon türü, DNA hücre tarafından kopyalandığında oluşturulan haberci RNA’yı (mRNA) bozar (parçalıyor) – transkripsiyon adı verilen bir işlem. Burada, kodlamayan RNA (proteinleri kodlamayan bir RNA türü) mRNA’ya bağlanıyor ve onu bozunma için işaretliyor.
Epigenetik değişikliklerin çoğu geçici ve geri döndürülebilir ve hücrelerimizin çevre ve davranıştaki değişikliklere yanıt vermesini ve uyum sağlamasını sağlıyor. Moleküler düzeyde gerçekleşseler de üzerimizde önemli bir etkiye sahip olabilirler, ayrıca diyet ve yaşam tarzı gibi dış faktörlerden de etkilenebiliyorlar.
Sağlık üzerindeki etkisi nasıl?
Tüm temel hücresel süreçlerde olduğu gibi, epigenetik değişiklikler de gerektiği şekilde kontrol edilmediğinde sağlığı etkileyebiliyor.
Çoğu kanser, sağlıklı hücrelerden farklı epigenetik desenler gösteriyor ve bu desenler hastalığın gelişimi için önemli olabiliyor. Örneğin, bazı genler hücre büyümesini ve bölünmesini durduran proteinler üretirken bu genler, olmaması gereken bir zamanda kapatılırsa bu durum hücrelerin kontrolsüz bir şekilde bölünmesine ve kanser gelişimine yol açabiliyor.
Nadir görülse de bazı epigenetik belirteçler, damgalama adı verilen bir süreçle ebeveynden yavruya aktarılabiliyor. Damgalama, bir genin anne veya baba kopyasının susturulmasına yol açabiliyor ve bu da genin diğer kopyası eksikse veya düzgün çalışmıyorsa komplikasyonlara yol açabiliyor.
Örneğin; Prader-Willi sendromu, bir kromozomdaki bir grup paternal genin eksik olması ve materyal kromozomdaki susturulmuş kopyaların kaybı telafi edememesi durumunda ortaya çıkıyor. Bu duruma damgalamanın nasıl sebep olduğunu görselleştirmenize yardımcı olması için iki kromozom arasındaki karşılaştırmaya bakabilirsiniz.
Epigenomik, hamilelik sırasında da bir faktör. Gelişen bir bebeğin epigenomu, anne adayının henüz rahimdeyken yaşam tarzından etkilenebiliyor, ancak bunun tam olarak nasıl gerçekleştiği hala araştırılıyor.
Epigenetik uygulama
Peki epigenetik konusundaki anlayışımız sağlık alanında pratik uygulamaya nasıl dönüştürülebiliyor?
Neredeyse tüm kanserler tipik, sağlıklı hücrelere göre farklı epigenetik örüntüler sergiliyor. Bu farklılıklar kanserlerin daha etkili bir şekilde anlaşılmasına, yönetilmesine ve tedavi edilmesine yardımcı olabiliyor. Örneğin, tümörlerin metilasyon profili bir kanserin mevcut evresini derecelendirmeye veya hastalığın zaman içinde ilerlemesini izlemeye yardımcı olabiliyor.
Epigenetik örüntülerin sağlıklı hücrelerle kanser hücreleri arasında nasıl değişebildiğini görmek için grafiğe bakabilirsiniz.
Ek olarak, belirli epigenetik modifikasyonları hedef alan, bunları ortadan kaldırarak veya ortadan kaldırılmasını önleyerek – istenen etkiye bağlı olarak – birçok ilaç keşfedilmiş; Bu ilaçlar çoğunlukla farklı kanser türlerini tedavi etmek için kullanılıyor, ancak diğer durumlar için etkililiklerini belirlemek için devam eden çalışmalar olduğu biliniyor.
Kaynak: Genomics Education Programme / The Jackson Laboratory
