Epigenetik Nedir?

Epigenetik Nedir?

Epigenetik, gen ifadesini sağlayan DNA dizisindeki değişiklikleri içermeyen (genotipte bir değişiklik olmaksızın fenotipteki bir değişiklik) ve bu da hücrelerin genleri nasıl okuduğunu etkileyen kalıtsal değişikliklerin incelenmesidir. Ama bu tam olarak ne anlama geliyor?

Epigenetik Nedir?

Tüm çok hücreli organizmalar (sizin gibi!), tüm hücre tiplerinde çekirdeklerde kabaca aynı DNA dizisini içerir, ancak cilt hücreleri, örneğin karaciğer hücrelerinden ve kalp hücreleri benzersiz bir şekilde ayırt edilebilir. Bu spesifik hücre tiplerinin oluşumunun arkasındaki mekanizmalar ilk önce “epigenetik” düzenleme olarak kabul edildi.

Yunanca “epi-” öneki, DNA dizisinin kendisinin “üzerinde” veya “üzerinde” anlamına gelir. Bu epigenetik modifikasyonlar veya “işaretler” üzerine onlarca yıllık araştırmadan sonra, günümüzde epigenetik genel olarak gen aktivitesini etkileyebilecek temel DNA dizisini değiştirmeden kalıtsal histon modifikasyonları ve DNA metilasyonu anlamına gelir.

Epigenetik düzenlemesi büyük ölçüde genişledi. Histon modifikasyonları (çekirdek proteinleri içindeki lizin kalıntılarının asetilasyonu ve metilasyonu gibi), kromatini “açık” veya “kapalı” gen ekspresyonu ile ilişkili “açık” veya “kapalı” konfigürasyonlara genişletmeye veya daraltmaya hizmet eder. Bazı kodlamayan RNA’ların ekspresyonu, transkripsiyon sırasında veya sonrasında gen ekspresyonunun düzenlenmesine yardımcı olur. DNA metilasyonu, genom boyunca sitozin-fosfat-guanin (CpG) dizileri içinde konumlanmış sitozinlere metil gruplarının eklendiği başka bir anahtar modifikasyondur.

Epigenetik değişim düzenli ve doğal bir olaydır ancak yaş, çevre/yaşam tarzı ve hastalık durumu gibi çeşitli faktörlerden de etkilenebilir. Epigenetik modifikasyonlar, hücrelerin terminal olarak farklılaşarak cilt hücreleri, karaciğer hücreleri, beyin hücreleri vb. olarak sonuçlanma şekli kadar yaygın olarak ortaya çıkabilir. Veya epigenetik değişimin kanser gibi hastalıklarla sonuçlanabilecek daha zararlı etkileri olabilir. DNA metilasyonu, histon dahil en az üç sistem modifikasyon ve kodlayıcı olmayan RNA ( ncRNA ) ile ilişkili gen susturmanın şu anda epigenetik değişimi başlattığı ve sürdürdüğü düşünülmektedir. Yeni ve devam eden araştırmalar,  çeşitli insan bozukluklarında ve ölümcül hastalıklarda epigenetiğin rolünü sürekli olarak ortaya çıkarmaktadır.

Epigenetik, Doğumdan Yaşlılığa Kadar Tüm Yaşam Evrelerini Etkiler.

Tüm bu farklı işaretlerin nihai işlevi, gen ekspresyonunu koordineli bir şekilde düzenlemektir. Araştırmalar artık bu işaretlerin embriyonik gelişimden başlayarak genom üzerindeki çevrenin etkisine aracılık eden moleküler bir mekanizma olarak hizmet ettiğini gösteriyor. Örneğin, hamileliğin erken döneminde annenin yaşam tarzı ve çevre koşulları, yavruların sağlığı üzerinde uzun vadeli etkilere sahip olabilir. Yenidoğanların DNA metilomunun annenin sigara içmesinden etkilendiği bildirilmiştir. Aslında, bu işaretlerin çoğu ilk olarak çok erken embriyoda silinmiş olsa da, bazı epigenetik işaretlerin nesiller boyunca kalıtsal olduğuna dair ortaya çıkan kanıtlar var. Doğumda ve yaşlandıkça, DNA metilasyon kalıpları zamanla değişmeye devam eder. Son araştırmalar, belirli lokuslardaki metilasyon seviyelerinin bir kişinin biyolojik yaşının bir göstergesi olarak kullanılabileceğini de bulmuştur. 

 

Yaşam Tarzı Bireysel Epigenetiği ve Sağlığı Nasıl Etkileyebilir?

Epigenetik işaretlerimiz yetişkinlik döneminde daha kararlı olmasına rağmen, yaşam tarzı seçimleri ve çevresel etkilerle dinamik ve değiştirilebilir oldukları düşünülmektedir. Epigenetik etkilerin sadece anne karnında değil, tüm insan ömrü boyunca meydana geldiği ve epigenetik değişikliklerin tersine çevrilebileceği daha belirgin hale geliyor. Farklı yaşam tarzı seçimlerinin ve çevresel maruziyetlerin DNA üzerindeki işaretleri nasıl değiştirebileceğini ve sağlık sonuçlarının belirlenmesinde rol oynayabileceğini gösteren sayısız epigenetik örneği vardır. Çevre, epigenetik etiketler ve hastalık duyarlılığı üzerinde güçlü bir etki olarak araştırılmaktadır. Bilim insanları, hava kirliliğinin DNA üzerindeki metil etiketlerini değiştirebileceğini ve kişinin nörodejeneratif hastalık riskini artırabileceğini keşfettikçe, kirlilik bu araştırma alanında önemli bir odak noktası haline geldi. İlginç bir şekilde, B vitaminleri kirliliğin zararlı epigenetik etkilerine karşı koruma sağlayabilir ve belirli maddelerin vücut üzerindeki zararlı etkileriyle mücadele edebileceği belirtiliyor.

Kanserde epigenetik değişiklik
Epigenetik ve Kanser İlişkisi

Kanser, epigenetik ile bağlantılı ilk insan hastalığıydı. Feinberg ve Vogelstein tarafından 1983 yılında birincil insan tümör dokuları kullanılarak gerçekleştirilen çalışmalar, kolorektal kanser hücrelerinin genlerinin normal dokulara kıyasla önemli ölçüde hipometile olduğunu bulmuştur. DNA hipometilasyonu onkogenleri aktive edebilir ve kromozom kararsızlığını başlatabilir, oysa DNA hipermetilasyonu tümör baskılayıcı genlerin susturulmasını başlatır. Genetik ve epigenetik hataların birikmesi, normal bir hücreyi istilacı veya metastatik bir tümör hücresine dönüştürebilir. Ek olarak, DNA metilasyon kalıpları, kanserle ilişkili genlerin anormal ekspresyonuna neden olabilir. Global histon modifikasyon paternlerinin prostat, meme ve pankreas kanseri gibi kanserlerle de ilişkili olduğu bulunmuştur. Daha sonra, epigenetik değişiklikler erken kanserin moleküler teşhisi için biyobelirteçler olarak kullanılabilir.

Ayrıca epigenetik bir çok hastalığın da sorumlusudur.

Zihinsel Gerilik Bozuklukları;Epigenetik değişiklikler ayrıca ATR-X, Fragile X, Rett, Beckwith-Weidman (BWS), Prader-Willi ve Angelman sendromları gibi zihinsel engellerle sonuçlanan çeşitli bozukluklarla bağlantılıdır.

Bağışıklık ve İlgili Bozukluklar: Karmaşık bağışıklık süreçleri üzerindeki epigenetik kontrolün kaybının otoimmün hastalığa katkıda bulunduğunu gösteren birkaç kanıt vardır.

Nöropsikiyatrik Bozukluklar: Epigenetik hatalar ayrıca karmaşık yetişkin psikiyatrik, otistik ve nörodejeneratif bozuklukların nedeninde rol oynar.

Pediatrik Sendromlar: Epigenetik değişikliklere ek olarak, birkaç sendromdan sorumlu epigenetik yolun bileşenlerini etkileyen spesifik mutasyonlar tanımlanmıştır: ICF’de DNMT3B (immün yetmezlik, sentromerik instabilite ve yüz anomalileri) sendromu, Rett sendromunda MECP2, ATR-X sendromunda ATRX ( a-talasemi/mental retardasyon sendromu, X’e bağlı) ve facioscapulohumeral musküler distrofide DNA tekrarları.

Son yıllarda CRISPR/Cas9 gen düzenleme ve yeni nesil dizileme gibi teknolojilerin yükselişi ile birlikte artan epigenetik bilgisi, epigenetik değişim, gen düzenlemesi ve insan hastalıkları arasındaki etkileşimi daha iyi anlamamızı sağlıyor ve moleküler tanı ve hedefe yönelik tedaviler için yeni yaklaşımların geliştirilmesi ile hastalıklar için çözüm ışığı oluyor.

Yazan: Bilge KAPLAN

Kaynak*

Kaynak**

YouTube Kanalımız

Bilge Kaplan (Altın Yazar) hakkında 248 makale
1993 yılında Antalya'da doğdum. Molekuler Biyoloji ve Genetik bölümünden mezunum. Şimdi Covid laboratuvarında moleküler biyolog olarak çalışıyorum. Biyoloji,kimya,fizik, matematik en güzel ilgi alanlarim.

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*