Epigenetik Nedir?
Etrafımızda ikizleri incelediğimizde karakterlerin farklı olduğunu görürüz. Hem DNA’ları birbirlerinin kopyası olduğuna göre ve çevreleri yüzde yüze yakın oranda aynıysa bu ikizlerin aralarındaki farklılık nereden kaynaklanıyor? Bu soru biraz karmaşıktı. Çünkü 2000’li yıllara kadar DNA’ya kader gözüyle bakılıyordu. DNA’da kodlu bilginin(birkaç mutasyon dışında) ilelebet değişmeyeceğine inanılıyordu ama bunun dışında başka şeylerde olmalıydı. Çünkü her şey DNA’da bitseydi, ikizlerin her yönüyle birbirlerinin tıpatıp aynı olması gerekirdi.
Bilim insanlarının 2000’li yıllara kadar düşündükleri; hangi genlerin hangi dokularda ne zaman ve ne kadar çalışacağı hayatın başlangıcında belirlenir ve yaşam boyu bu programa uyulur. DNA’nın yapısında meydana gelen değişiklikler yani mutasyonlar, kanseri de kapsayan çok sayıda hastalığa neden olur. Bugün, bu kabul her ne kadar kısmen doğruluğunu koruyor ise de, son 6-7 yılda elde edilen bulgular sayesinde her şeyin DNA’da bitmediğini biliyoruz. Yani DNA’nın üstünde bir diğer boyutu daha var. Bu yeni kavrama genler üstü genetik anlamına gelen epigenetik adı verildi. (Antik Dna Nedir?)
Epigenetik, biyolojide DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır ve ırsi (kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları inceler. Bu değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir ancak, DNA dizisinde hiçbir değişiklik gerçekleşmemektedir.
YEDİKLERİMİZ BİZİ ETKİLER Mİ?
Duke Üniversitesi’nden Randy Jirtle ve Dana Dolinoy, bir deney sırasında genetik olarak birbirinin tamamen aynı olan ikiz farelerin, zaman içinde hem dış görünüş hem de hastalıklara yakalanma bakımından birbirlerinden son derece farklılaştığını gözlemledi. Farelerden birinin renginin siyahla karışık kahverengi (normal renk)
olduğunu, diğerinin renginde ise sarıya dönüşüm olduğunu ifade etmişlerdir. Sarı fare, ikiz kardeşinden çok daha fazla kilo aldı ve önemli miktarda yağ birikti. Kahverengi fare normal ağırlıkta ve son derece sağlıklıydı. Oysa bu farelerin DNA’ları tıpatıp aynıydı. Bu nedenle kıl renklerinin de aynı olması beklenirdi. Yoğun çalışmalar sonucunda bu değişikliklerin nedeni belli oldu. Kıl renklerindeki farklılık, kıl renginden sorumlu olan genin çalışmasıyla ilgiliydi. Agoti adındaki gen sarı çalışırken kahverengi olan ikiz kardeşinde aynı gen susmuş durumdaydı.
Bu projenin devamı, anne beslenmesinin yavruların genlerinin çalışmasıyla ilgiliydi. Böylece önemli çevre faktörlerinden biri olan beslenmenin genler üzerindeki etkilerini belirleyebileceklerdi. Bunun için bisfenol A (BPA) kimyasalını denemişlerdir. Bu madde, plastik şişelerde, plastik gıda ambalajları ve biberonlarda bulunur. Hamilelik esnasında farelerin besinlerine BPA eklendiği zaman, sarı renkli obez yavruların sayısının oldukça arttığı görülmüştür. Bu durumu, annenin besinindeki BPA’nın doğacak olan yavruların kıl rengini belirleyen genin çalışmasını etkilemesi olarak açıklamışlardır.
Bu ilk sonuçlardan sonra, ek gıda maddelerinin genlerin çalışması üzerindeki etkilerini belirlemek için gebe farelerin yemlerine BPA’nın yanı sıra folik asit olarak da bilinen B9 vitamini ekledi. Çünkü folik asit, vücutta “metil grubu” adı verilen kimyasal bir yapıyı sağlamakla görevlidir. Bir diğer deneme grubuna da, BPA’ya ek olarak soya fasulyesinden elde edilen “genistin” maddesini ekledi. Gebe farelere bu ek gıdalar verilince kahverengi farelerde büyük bir artış gözlemlendi. Annenin yedikleri, çocuklarının genlerinin çalışmasını etkilemişti.
Bu sonuçlar anne ve babamızın yediklerinin genlerimizi oldukça etkilediğini gösteriyordu. Eğer yediklerimizle genlerimizin çalışmasını etkileyebiliyorsak, bilinçli olarak geliştirilecek diyetlerle genlerimizin çalışmasını da tedavi amaçlı olarak değiştirebileceğiz demektir.
YAŞLANMANIN HIZINI AZALTABİLİRİZ
Hücrelerimizi yeniden programlayabilirsek, gençliğin süresini uzatabiliriz. Vücut hücrelerimizden herhangi birini yeniden programlayıp kök hücre haline getirebilir ve zarar görmüş hücrelerde kullanabiliriz.
Japon araştırmacı Yamanaka’nın 2007 yılında gerçekleştirdiği bir çalışmada, hücre programının değiştirilebileceğini kanıtladı. Yamanaka, yetişkin deri hücresine sadece dört gen aktararak bu hücreyi kök hücreye dönüştürmeyi başardı. Aktardığı genler “ana transkripsiyon faktörleri” adını verdiğimiz, çok sayıda genin çalışmasını kontrol eden genlerdi.
Bu çalışmanın önemli yanı, yetişkin birinin vücudundan alınan bir hücrenin yeniden programlanabileceğine göstermesidir. Böylece o kişiye ait kök hücreler elde edilebilecek ve gerekirse bu hücreler laboratuvar koşullarında belli bir organa dönüştürülebilecektir. Bu organlar kişiye ait olduğu için de uyumsuzluk problemi yaşanmayacaktır.
KİMYASAL MADDELERİN EPİGENETİK ÜZERİNDEKİ OLUMSUZ ETKİLERİ
Üzüm yetiştiriciliğinde mantarlarla mücadele amacıyla kullanılan vinklozolin adlı bitki koruma ilacı gebe kobaylara, yavruların anne karnında cinsiyetlerinin oluştuğu evrede verildi. Yavrular doğar doğmaz kontrollü laboratuvar şartlarında, ilaca maruz kalmadıkları temiz bir ortama aktarılıp orada yetiştirildi. Ergenlik çağına ulaştıklarında kendi aralarında çiftleştirildiler. Bu işlem tekrar edilerek 4. nesil elde edildi.
İlginç bir şekilde bu dört neslin erkeklerinin yaklaşık % 90’ında üreme problemleri meydana gelirken, dişi kobayların yumurtalıklarının ise ilaca karşı korunduğu görülmüştür. İlk dört aylık dönemde incelendiklerinde, erkeklerde testislerin gelişiminde ve sperm oluşturan hücrelerde anormallikler bulundu. Dişilerde ise benzer rahatsızlıklar sadece ilk nesilde gözlenmiştir.
DNA’da tamamiyle şans eseri oluşabilecek mutasyonların oranı % 0,01’dir. Bu yüzden, Vinklozolin gibi zehirli maddelerin yol açtığı ve nesilden nesile aktarılan sorunlar, DNA’nın yapısında rastgele oluşabilecek mutasyonlarla açıklanamaz.
EPİGENOM HARİTASI
Hem Avrupa’da hem de ABD’de yaşam boyu meydana gelen epigenetik değişikleri belirlemek üzere epigenom haritası projeleri başlatıldı. İnsan genomu, bireysel bir kişi inşa etme planıdır. Epigenom, bu planın enine kesitleri ve alt çizgileri olarak düşünülebilir.Bireylerin genomlarının hastalık riskini ortaya çıkarmasını sıralamak, epigenomun bu riskin yanı sıra sağlığın diğer yönlerini nasıl etkilediğini anlamak için daha da önemli hale gelecektir. Epigenom haritası, 127 doku ve hücre tipinin her birinin DNA düzeyinde birbirinden nasıl farklı olduğunu göstermektedir. (Mendel Kimdir? Kanunları, Çalışmaları, Bezelyeleri)
Elde edilen çalışmalardan biri, Alzheimer hastalığı nedeniyle ölen insanlardan alınan beyin hücrelerinin, immün yanıtta DNA’da epigenetik değişikliklere sahip olduğunu göstermektedir. Alzheimer asla bir bağışıklık sistemi bozukluğu olarak görülmemiştir, bu yüzden keşif bunu anlamak ve tedavi etmek için başka bir yol açar.
Bu bilgiler sorumlulukarımızı da artırmaktadır. Yaşam tarzımız sadece bizi değil çocuklarımızı ve torunlarımızı etkilemektedir. Bu konuyu eğlenceli bir fıkrayla kapatalım;
Darwin ile Freud’u birlikte gören dertli bir anne kızından yakınmış, “Ey yeryüzünün en büyük dâhileri, kızımın bir derdi var, bu derdin nedenini ancak siz bilebilirsiniz.”
Darwin ve Freud merakla sormuşlar “Kızınızın neyi var ?”
“Kızım çok mutsuz, kötümser, kavgacı, beni deli ediyor”.
Darwin hiç düşünmeden yanıtlamış, “kızınızın sorunu “genetik”.
Freud ise “hayır” demiş, “sorun anneden kaynaklanıyor.”
Anne şaşırmış, çaresizce sormuş, “hanginiz doğru söylüyor?”
Tam o sırada yoldan geçen Conrad Waddington soruyu yanıtlamış, “ikisi de doğru söylüyor hanımefendi, sorun epigenetik”.
KAYNAK
- yaşamın sırrı dna, bahri karaçay,321-339
- wikipedia
- Karaelmas Fen ve Müh. Derg. 6(2):445-452, 2016, Muhammed İsmail Can, Abdullah Aslan
- www.scientificamerican.com
