Biyoloji ve Genetik

Epigenetik Kalıtım: Büyükannemizin Deneyimleri Genlerimizde İz Bırakıyor

Büyükannenizin sadece fiziksel özelliklerini değil, aynı zamanda yeni doğmuş bir bebekken yaşamış olduğu depresyonu da miras almış olabilirsiniz.

Yaşımız ilerledikçe, çoğumuz günlük alışkanlıklarımızın ebeveynlerimize benzediğini fark etmeye başlarız. Beslenme alışkanlıkları, egzersiz kalıpları, stres veya kaygıya karşı verdiğimiz duygusal tepkiler. Bu tür benzerlikler epigenetik faktörlerden kaynaklanmaktadır. Epigenetik, biyolojide, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Epigenetik, genetik özelliklerin bir nesilde nasıl değişebileceğini, değiştirilebileceğini ve hatta bir sonraki nesle nasıl aktarılabileceğini ele alır.

Bir fenotip, genin veya bir özelliğin görsel ifadesidir. Bir genotip, belirli bir karakter veya özellikten sorumlu olan DNA’daki genler kümesidir. Bir fenotip, bir kitabın dış kaplaması gibidir, genotip ise kitabın asıl içeriğidir. Epigenetik kalıtımsal olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları incelemektedir. Genetik, genler ve gen fonksiyonları ile ilgilenirken, epigenetik daha çok gen düzenlemesine odaklanır. Vücudumuzdaki hücrelerin çoğu aynı gen kümelerini içerir, ancak görünümleri ve ifadeleri birbirinden farklıdır. Bu, söz konusu hücrede genlerin seçilmesi ve bastırılmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle kalp hücreleriniz, gözünüzü oluşturan hücrelerden çok farklı görünür. Gen regülasyonu yoluyla bu farklılaşmanın mekanizması, epigenetik olarak adlandırılır.

DNA ve hücreler arasındaki etkileşim.

Epigenetik Nasıl Çalışır?

Hücrelerimiz, DNA’mızı oluşturan bir dizi gen içerir. Genler, protein oluşumunu yönlendiren kılavuzlardır. Genlere bağlı olan ve “etiketler” adı verilen belirli bir kimyasal bileşikler kümesi vardır. Bu etiketler, belirli bir proteinin aktif olup olmayacağına karar verir. Epigenetik bu süreci kontrol eder ve aynı gen setine sahip olmalarına rağmen organlarınızın farklılaşmış hücrelere sahip olmasını sağlar. Bu bizi yeni bir terim olan epigenom ile tanıştırır. Epigenetik düzenlemelerde ve mekanizmalarda yer alan tüm bileşenlere epigenom denir. Yunancada “epi-” ön eki “üzerinde” demek olduğundan bu moleküler işleyişin orijinal genomun dışında/üzerinde bulunan çevresel faktörlerle gerçekleştiğini anlarız.

Epigenetik modifikasyonların mekanizması

Epigenetik modifikasyonun gerçekleştiği mekanizmalardan biri DNA metilasyonudur. DNA metilasyonu DNA’nın kimyasal bir düzenlemesidir. Bu, DNA’ya bir metil grubunun (CH3) eklenmesi şeklinde olur. Metil grubunun varlığı, gende protein üretimini düzenler. Ancak bu metil grubu, DNA’nın herhangi bir nükleotidine rastgele bağlanmaz. Metil molekülü, bir guanin nükleotidinden önce gelen sitozin nükleotidine yakınlık duyar. DNA’da yüksek yoğunlukta sitozin ve guanin içeren belirli bölgeler vardır; bunlara CpG adacıkları denir. Bu adacıklar, protein oluşumu sürecini başlatan bölgeler için merkezi noktalardır. Böylelikle metilasyon, protein oluşumunun durmasına ve dolayısıyla gen ifadesinin susturulmasına neden olabilir.

DNA metilasyonu, epigenetik süreçlerin insan vücudunda gerçekleşmesinin tek yolu değildir. Epigenetik etkilere neden olan bir mekanizma da kromatin modifikasyonudur. Kromatin, hücre çekirdeğindeki DNA’nın, histon denilen küçük molekül ağırlıklı bazik proteinler ile beraber oluşturduğu yapıdır. Kromatin yapısındaki herhangi bir değişiklik, gen ifadesini etkiler. Histon proteinleri, kromatini paketler halinde kapalı tutarak gen ifadesini önler veya serbest bırakıp açarak gen ifadesini sağlar.

Epigenetik Kalıtım Nedir?

Epigenetik kalıtım, kalıtımın DNA ile sınırlı olduğu şeklindeki geleneksel fikre karşı bir görüştür. DNA’nın temel yapısını etkilemeden epigenom veya epigenetik belirteçlerin bir nesilden diğerine aktarılmasıdır. Sperm ve yumurta hücresi buluştuğunda tüm DNA’lar zigota geçer. Yeni organizma bir yetişkine dönüşmeden önce, tüm epigenetik etiketler yeniden programlama adı verilen bir işlemle silinir. Bu süreç fetüs anne karnındayken iki kez, ilk gebe kaldıktan hemen sonra ve bazen de gebeliğin altıncı ilâ on sekizinci haftaları arasında olur. Bununla birlikte, epigenetik etiketlerin olduğu gibi kalarak ileri taşındığı bazı durumlar vardır. DNA metilasyonu çevresel faktörlerden, hormonal dengesizliklerden veya beslenme biçiminden etkilenebilir. Konuyu daha iyi anlayabilmek için yapılmış bir araştırmaya göz atalım.

Araştırmada pestisitlerin üreme sistemi üzerindeki etkilerini incelemek için fareler kullanıldı. Kimyasal, gebeliğin ikinci haftasında hamile sıçanlara enjekte edildi ve neredeyse tüm erkek yavrular, zayıf sperm üreten anormal testislerle doğdu. Bu erkek yavrular daha sonra dişi yavrularla çiftleştirildiğinde, torunlar, kimyasal maddeye doğrudan maruz kalmamalarına rağmen babalarıyla aynı testis kusurlarına sahipti.

Birinci nesildeki kimyasal enjeksiyonu, hem ikinci hem de üçüncü nesilde DNA metilasyon modelini etkiledi. Anormal testisler için bu epigenetik etiket kalıtsaldı. Toksinlere maruz kalmanın DNA metilasyonunu etkileyebileceği hipotezini destekliyordu. Tüm bunların ötesinde bir ebeveynin kişisel deneyimleri de epigenetik faktörler üzerinde kalıcı bir etkiye sahip olabilir. Epigenetiğin muazzam olasılıklarını tam olarak anlayabilmemiz için daha fazla araştırma ve keşif beklememiz gerekecek gibi gözüküyor.

Kaynak ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu