Epigenetik

Epigenetik Olgular
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Çok çeşitli ve birbirleriyle alakasız görünen onlarca biyolojik olgu (hadise), aslında epigenetik mekanizmalarca meydana gelmektedir. Epigenetik temelli bu olguları ortaya çıkarmak aslında hiç kolay değildir, çünkü hem bir çok biyolojik olgunun moleküler temeli bilinmemektedir, hem de halen keşfedilmemiş muhtelif epigenetik mekanizma mevcuttur.
Bu olguların başlıcaları şunlardır:

X kromozomu inaktivasyonu
Genomik imprinting
Paramütasyon
Floral simetri
Farelerde agouti lokusunun aktarılması
Polycomb sessizleştirmesi
Konum-etki çeşitliliği
Drosophila’da Hox genlerinin modellenmesi
Hücre farklılaşması
Nöronal gelişim

Epigenetik Mekanizmların Kalıtımı
Hücreye kimliğini kazandıran, yani fenotipini ortaya çıkartan epigenetik mekanizmaların, mitoz sırasında bir sonraki hücre soyuna nasıl aktarıldığı, maalesef halen bir merak konusudur. Aynı şekilde, bu bilginin, organizmalarda, sonraki nesillere nasıl aktarıldığı da pek anlaşılamamıştır.
Ancak, bu epigenetik işaretlerin ya da bu epigenetik regülasyonun dölden döle aktarıldığına dair sayısız kanıt mevcuttur:

Erişkin sirke sineklerinin (Drosophila melanogaster L.) oluşumundan sorumlu embriyonik hücreler, ortamlarından çıkarıldıklarında, bölünmeye devam ederler. Gelişmekte olan embriyoya geri konduklarında da, bacak veya kanat gibi, ilişkili oldukları yapıyı oluşturmaktadırlar. Hücreler sadece kendi kimliklerini hatırlamakla yetinmemekte, aynı zamanda bu bilgiyi hücre bölünmesinde diğer hücrelere de aktarmaktadırlar.
Geniş çaplı bir araştırma, annenin davranışlarının, bebeğin DNA’sını etkileyebildiğini göstermektedir. Bu etkinin potansiyel mekanizması; anne sütü ile beslenen farelerin, glükokortikoid reseptör kodlayan geninin DNA metilasyonundaki değişimi ile açıklanmaktadır. Embriyonik farelerin, antiandrojenik bir bileşik olan vinklozin’e maruz kalmaları; spermatogenesisin azalmasına neden olmuştur. Ve de, bu fizyolojik etki, sonraki bir çok nesilde de gözlenmiştir.

Bitkilerle yapılan bir çalışma aşağıdaki sonuçları ortaya koymuştur:

Strese maruz kalan bitkiler, gen ifadelerini değiştirerek, değişen ortama adaptasyon sağlamışlardır. Bunun için gerekirse genomlarını destabilize bile etmişlerdir. Böylelikle yeni bir fenotip ortaya çıkarmışlardır.
Yeni fenotipe sahip bitkiler, stres ortamından uzaklaştırılmalarına rağmen, dört jenerasyon boyunca bu adaptasyonu korumuşlardır. Yani stresten ortaya çıkan adaptif fenotipik değişiklikler 4 sonraki nesile kadar aktarılmıştır.
Strese maruz kalmanın hafızası mevcuttur ve de bu hafıza dölden döle aktarılabilmektedir.

Döllenmeden hemen sonra, erken embriyonun genomu büyük çapta ve muazzam bir demetilasyon sürecine girer. Bu ‘silinme’den kurtulan spesifik bölgeler dışında, implantasyon öncesi embriyonun genomu tamamen hipometiledir (az metillenmiş). Bu da embriyonun pluripotensisiyle mantıken bağdaşır. İmplantasyon sonrası, DNA yeniden metillenmeye başlar.
Mitoz sırasında da benzeri bir durum yaşanır ve genom demetile olur.
Genomun demetilasyona uğramasının ardından, nasıl tekrar aynı bölgelerin metilasyona uğradıkları, yani epigenetik bilginin nasıl korunup aktarıldığını açıklamaya çalışan muhtelif modeller mevcuttur.
Epigenetik mekanizmaların bilgisinin, genellikle, mitoz veya mayoz sırasında, ‘silinmeyen’ kromatin modifikasyonları ve de bazı siRNA’larla aktarıldığı düşünülmektedir.

Epigenetik Etkileşimler

Bilinen bütün epigenetik mekanizmalar, kendi aralarında mükemmel bir şekilde etkileşim içindedirler.
Hemen hemen bütün mekanizmalar birbirlerini iki-yönlü olarak etkilemektedirler ve de kontrol etmektedir.
Ana mekanizmalar kromatin seviyesinde gerçekleşen mekanizmalardır. (Çok kısa süre öncesine kadar ana mekanizmanın DNA metilasyonu olduğu düşünülüyordu.)

Epigenetik Çalışmalar

Ad: DNA_methylation.png
Gösterim: 285
Boyut: 610.1 KB

Farklı DNA metilasyonuna sahip klon agouti fareleri

Epigenetik bilimi bugün; ontoloji, embriyoloji, sağlık bilimi, metabolizma, kompleks hastalıklar, biyopsikoloji vb. ile ilgilenen bilim insanları tarafından, bu konularla içiçe çalışılmaktadır.
En büyük çalışmalar;

Agouti fareleriyle,
İnsanda tek yumurta ikizleriyle,
Sirke sineğiyle (Drosophila melanogaster L.),
İnsanda lösemi hastalarıyla deneysel olarak,
Nöronal gelişim incelemeleriyle,
Embriyolojik gelişimlerle ve
Bitkilerle yapılmaktadır.

Löseminin bir türü olarak bilinen ve ölümcül bir ilik kanseri olan MDS (MiyeloDisplastik Sendrom) hastalarıyla 2006 ve 2007’de yapılan deneysel epigenetik tedavi çalışmalarında hastaların %50’si tamamen iyileşmiş, hiç bir yan etki görülmemiştir. 2008 yılının başlarında FDA tarafından kabul edilen desitabin adlı epigenetik etkili kimyasal, Amerika'da ve Avrupa'da "dacogen" ticari ismiyle piyasaya sürülmüştür. Türkiye'de ise halen Sağlık Bakanlığı'nın iznini beklemektedir.

MsXLabs Üye Girişi