Genel ve Tanım
Epigenetik, DNA dizisini değiştirmeden ve dolayısıyla onu oluşturan nükleotid dizisinde değişikliklere neden olmadan gen ifadesinde varyasyonlara yol açan tüm kalıtsal modifikasyonların incelenmesiyle ilgilenir.
Bununla birlikte, daha teknik bir dil kullanarak, epigenetiğin, genotipi değiştirmeden, bir bireyin fenotipini değiştirebilen tüm bu değişiklikleri ve tüm değişiklikleri incelediğini söyleyebiliriz.
"Epigenetik" terimini ortaya çıkarmanın değeri, 1942'de onu "genler ve ürünleri arasındaki nedensel etkileşimleri inceleyen ve fenotipi ortaya çıkaran biyoloji dalı" olarak tanımlayan biyolog Conrad Hal Waddington'a atfedilir.
Bu terimlerle açıklandığında epigenetik oldukça karmaşık görünebilir; kavramı daha iyi anlamak için DNA'nın nasıl yapıldığına ve içerdiği genlerin transkripsiyonunun nasıl gerçekleştiğine dair küçük bir parantez açmak faydalı olabilir.
DNA ve Gen Transkripsiyonu
DNA hücre çekirdeği içinde bulunur, çift sarmal bir yapıya sahiptir ve nükleotid adı verilen tekrarlayan birimlerden oluşur.
Hücrelerimizde bulunan DNA'nın çoğu, nükleozom adı verilen belirli alt birimlerde organize edilmiştir.
Nükleozomlar, DNA'nın etrafına sarıldığı histon adı verilen proteinlerden oluşan merkezi bir kısımdan (çekirdek olarak adlandırılır) oluşur.
DNA ve histon seti, sözde kromatini oluşturur.
DNA'da bulunan genlerin transkripsiyonu, tam olarak nükleozomların içindeki "ikincisinin paketlenmesine" bağlıdır.Aslında, gen transkripsiyon süreci, transkripsiyon faktörleri, DNA üzerinde mevcut olan spesifik düzenleyici sekanslara bağlanan belirli proteinler tarafından düzenlenir ve bunlar duruma bağlı olarak belirli genleri etkinleştirebilir veya bastırabilir.
Bu nedenle, düşük düzeyde bir paketlemeye sahip DNA, transkripsiyon faktörlerinin düzenleyici dizilere erişmesine izin verecek, tersine, yüksek düzeyde bir paketlemeye sahip DNA, bunların erişmesine izin vermeyecektir.
Paketlenme seviyesi, histonların kendileri ve kimyasal yapılarında yapılabilecek değişiklikler tarafından belirlenir.
Daha spesifik olarak, "histonların asetilasyonu (yani, bu proteinleri oluşturan amino asitler üzerindeki belirli bölgelere bir asetil grubunun eklenmesi), kromatinin, transkripsiyon faktörlerinin girişine izin veren "daha rahat" bir konformasyon almasına neden olur, dolayısıyla gen transkripsiyonu Öte yandan, deasetilasyon asetil gruplarını uzaklaştırarak kromatinin kalınlaşmasına neden olur ve böylece gen transkripsiyonunu bloke eder.
epigenetik sinyaller
Buraya kadar söylenenlerin ışığında, eğer epigenetik, bireyin genotipini değil fenotipi değiştirebilen modifikasyonları inceliyorsa, epigenetik bir sinyal, belirli bir genin ifadesini değiştirebilen modifikasyondur. , nükleotid dizisini değiştirmeden.
Sonuç olarak, bir önceki paragrafta bahsedilen histonların asetilasyonunun bir epigenetik sinyal olarak kabul edilebileceğini, başka bir deyişle genin aktivitesini değiştirmeden (kopyalanabilen veya daha az olabilen) etkileyebilen bir epigenetik modifikasyon olduğunu söyleyebiliriz. onun yapısı.
Başka bir epigenetik modifikasyon türü, hem DNA'nın hem de histonların kendilerinin metilasyon reaksiyonu tarafından oluşturulur.
Örneğin, bir promotör bölgesinde DNA'nın metilasyonu (yani bir metil grubunun eklenmesi), aktivasyonu bu promotör bölgesinin kendisi tarafından düzenlenen genin transkripsiyonunu azaltır. görevi aynının transkripsiyonunun başlamasına izin vermek olan genlerin yukarı akışı. Bu bölgeye bir metil grubunun eklenmesi, bu nedenle, gen transkripsiyonunu engelleyen bir tür yüke neden olur.
Yine de, şu anda bilinen epigenetik modifikasyonların diğer örnekleri fosforilasyon ve ubiquitination'dır.
DNA ve histon proteinlerini içeren tüm bu süreçler (ancak sadece değil), diğer genlerin transkripsiyonunu takiben sentezlenen diğer proteinler tarafından düzenlenir ve bunların aktiviteleri sırayla değişebilir.
Her durumda, bir epigenetik modifikasyonun en ilginç özelliği, tam olarak bizi çevreleyen çevreyi, yaşam tarzımızı (beslenme dahil) ve sağlık durumumuzu ilgilendiren dış çevresel uyaranlara yanıt olarak gerçekleşebilmesidir.
Bir anlamda epigenetik modifikasyon, hücreler tarafından gerçekleştirilen adaptif bir değişiklik olarak anlaşılabilir.
Bu değişiklikler, öğrenme ve hafıza için epigenetik mekanizmaları benimseyen nöronlarda olduğu gibi fizyolojik olabilir, ancak aynı zamanda, örneğin zihinsel bozukluklar veya tümörler durumunda olduğu gibi patolojik de olabilir.
Epigenetik modifikasyonların diğer önemli özellikleri tersine çevrilebilirlik ve kalıtımdır.Aslında, bu modifikasyonlar bir hücreden diğerine iletilebilir, ancak her zaman dış uyaranlara yanıt olarak zaman içinde daha fazla değişikliğe uğrayabilirler.
Son olarak, epigenetik modifikasyonlar, bir zamanlar inanıldığı gibi sadece embriyonik düzeyde (hücreler farklılaştığında) değil, aynı zamanda organizma zaten gelişmiş olduğunda da yaşamın farklı evrelerinde meydana gelebilir.
Terapötik Yönler
Epigenetik ve epigenetik modifikasyonların keşfi, neoplastik tip (tümörler) dahil olmak üzere farklı tipteki patolojilerin potansiyel tedavisi için terapötik alanda yaygın olarak kullanılabilir.
Aslında, belirtildiği gibi, epigenetik modifikasyonlar patolojik bir yapıya da sahip olabilir; bu nedenle, bu durumlarda gerçek anomaliler olarak tanımlanabilirler.
Bu nedenle araştırmacılar, eğer bu değişiklikler dış uyaranlardan etkilenebiliyorsa ve organizmanın yaşamı boyunca kendilerini gösterebiliyorsa ve daha fazla değiştirebiliyorsa, o zaman durumu geri getirmek amacıyla belirli moleküller kullanarak bunlara müdahale etmenin mümkün olduğunu varsaydılar. normal koşullar. normallik. Bu, hastalığın nedeni gerçek bir genetik mutasyonda yattığında (en azından henüz değil) yapılamayacak bir şeydir.
Bu kavramı daha iyi anlamak için, araştırmacıların antikanser tedavileri alanında epigenetik bilgisinden yararlanmasını örnek olarak alabiliriz.
