Ana sayfa - Manşet - Kalıtım Sadece Genlere mi Emanet? / Prof. Dr. Yusuf Özkul

Kalıtım Sadece Genlere mi Emanet? / Prof. Dr. Yusuf Özkul

Epigenetik nedir?

Bir DNA, bütün canlılarda, Adenin, Timin, Guanin ve Sitozin’den oluşan 4 harfli bir kodla yazılıyor. İnsana baktığımız zaman da, insanda yaklaşık olarak 80-85 milyar kadar hücre var ve bu hücreler içerisinde de yaklaşık olarak 22 bin civarında gen var. Bu genlerin bütün DNA’da işgal ettiği alan da yüzde 1,5’u geçmiyor. Yani başka bir deyişle, bizim genlerimizin çok büyük bir kısmı ana DNA’mızda çok az bir yer işgal ediyor. Yani yüzde 98’lik kısmı genler tarafından kodlanmıyor. Bunların fonksiyonlarının da ne olduğunu bilmiyoruz. Bu genler ise, aslına bakarsanız, embriyonal dönemden doğuma kadar efektif olarak kullanılıyor. Her bir dönemde, yani embriyonal gelişime paralel olarak bazı genler kapatılıyor, bazı genler açılıyor, bazı genler yeniden kapatılıyor, bazı genler yeniden açılıyor. Yani şöyle söyleyeyim size: Büyüme durmasaydı sürekli büyüyebilirdiniz gibi. Bu süreci dikkatle incelediğimizde, 22 bin civarında gen var ve bunlar yaklaşık 100 bin civarında protein kodluyor. Yani bir gen birden fazla protein kodluyor.

O zaman, şöyle bir soru sorulabilir: Acaba insanın dış görünüşünün ya da bitkinin ya da farenin dış görünüşünün tamamı, davranışlarının tamamı genetik tarafından mı kodlanıyor, yoksa çevre de bu oluşuma katkı sunuyor mu?

Baktığımız zaman, bazı hastalıklarda genetik kodun hastalığın tamamından sorumlu olduğunu, genetikte hasar varsa hastalığın çıktığını, yoksa hastalığın çıkmadığını görüyorsunuz. Ama bazı hastalıklarda ise genetik bir yatkınlığın olduğunu görüyorsunuz. Örneğin obezite ya da yüksek tansiyon gibi. Yani genetik bir yatkınlığınız var ama çevrenin de sizi şekillendirmesi gerekiyor. Örneğin siz eğer spor yapmıyorsanuz, kilonuz varsa, aile yüksek tansiyona yatkınsa, o zaman, siz, doğal olarak, diğerlerine göre fazla miktarda, daha yüksek oranda tansiyon hastası oluyorsunuz.

Öyleyse iki tane kontrol var. Bir tanesi direkt genler tarafından kontrol ediliyor, diğeri de gen artı çevre tarafından kontrol ediliyor. İşte biz gen artı çevre tarafından sistemin kontrol edilmesine epigenetik diyoruz. Yani epigenetik sistemi analiz yapmak isterseniz, DNA analizi yapmak isterseniz, DNA’da herhangi bir hata bulamazsınız, DNA sağlıklı gözükür. Ama DNA’nın okunmasında problem oluşabilir. Bu okunmadan dolayı kaynaklanan hatalar oluşabilir. Bunlara biz epigenetik diyoruz. Başka bir deyişle, daha anlaşılır bir dille konuşmak gerekiyorsa; diyelim ki müzikle uğraşıyorsunuz, notalarınız var ve bu notaların da güftesi var. Aynı nota, aynı güfte A sanatçı tarafından okunduğu zaman çok farklı bir müzikle karşılaşırsınız, B sanatçısı tarafından okunduğunda çok farklı bir müzikle karşılaşırsınız. İşte aslında epigenetiğin de temeli budur. Epigenetik, DNA’daki çeşitli faktörler tarafından değiştirilerek bilginin okunmasındaki farklanmayı içerir.

Epigenetik hangi sorulara cevap arıyor?

Kök Hücre Merkezimizde çok ilginç çalışmalar var. Mesela bir tanesi şu: Acaba fareleri yüksek diyetle beslersek, yani şişmanlaştırırsak fareleri, bu farelerin yavruları, normal diyetle beslediğimizde hasta olurlar mı, yani anneleri gibi obez olurlar mı? Bunu biz test ettiğimizde, evet, aynı görüyoruz. Yani fareyi yüksek diyetle beslediğinizde, farenin yavrularını normal besleseniz dahi şişman oluyorlar. O zaman, karşımızda bir epigenetik var, epigenetik bir kalkanın olduğunu görüyoruz. Bu kalkan da DNA ile aktarılıyor; ama DNA dışında, bizim noncoding dediğimiz, kodlanmayan RNA’lar diye adlandırılan bir sistem tarafından da aktarılıyor. Dolayısıyla, epigenetikle seyreden hastalıklar var karşımızda ve bu hastalıkların araştırılması var. Bu hastalıklar obezite, yüksek tansiyon gibi hastalıklar olabileceği gibi, davranışları da etkileyebilir. Mesela şöyle söyleyeyim: Sakin bir kişinin ayni cins köpeği de sakin oluyor, agresif olan bir kişinin aynı cins köpeği de agresif oluyor. Yani aslına bakarsanız, epigenetik sosyal iletişim ve sosyal ilişkiler bütünü. Dolayısıyla, eğer öyleyse, epigenetik nesilden nesile aktarılabilir. Eğer bu aktarımları yönlendirebiliyorsanız, pozitif yönde ya da negatif yönde sorunları çözebilirsiniz.

Epigenetik değişimler kalıcı mıdır, geri döndürülebilir mi?

Bir sonraki nesle aktarıldığını biliyoruz. Yani bu net. Başka mekanizmalarla da olsa bir sonraki nesle aktarılabiliyor. Fakat sorun şu: Bunlar ne kadar kalıcı? DNA’daki hasar kadar kalıcı değil. Mesela DNA’da mutasyon meydana geliyor, bu mutasyonları tamir etmemiz çok zor. Ama epigenetik mekanizmaları geriye döndürebilir. Mesela bir hücremizi düşünün, embriyoyu düşünün; embriyo tek bir hücreden ibaret, sonra bu bölünmeye başlıyor, iki hücre oluyor, sonra dört oluyor, sonra 80-90 milyar hücre oluşuyor ve insan oluşuyor. Aslına bakarsanız, ilk hücredeki genetik bilgi ile 80 milyar olduğu zamanki genetik bilgi birbirinin aynısı. Ama birisinde bu hücreler farklılaşıyor; saç hücresi oluşturuyor, kemik hücresi oluşturuyor veya başka hücreler oluşturuyor. Biz şimdi bu hücreleri geriye planlayabiliyoruz; yani bu farklılaşmayı yeniden, epigenetik mekanizmalarla oynayaraktan yeniden kök hücreler hâline getirip, eski hücre hâline getirebiliyoruz. Yani ne demek istiyorum; epigenetik mekanizmalar öne ya da geriye sardırılabilir, eğer uygun enstrümanları ve uygun metodolojiyi bulursanız.

Ruhsal özelliklerin kalıtımında epigenetik nerede duruyor?

Kişinin davranış modelleri, davranışları çok yönlü gelişir. Yani bir kişinin genetik background’u tamam; ama nasıl bir evde yetiştiği, kimler tarafından eğitildiği, o kişinin sosyoekonomik durumu, çevresi, mesleği, yaşam şekli, hangi ülkede yaşadığı, bu arada iklimi de unutmamak gerekir, iklim de çok önemli bir faktör bunların hepsini toparladığımızda bir kişinin ruhsal durumunu belirliyor. Dolayısıyla, ruhsal durumu iki artı iki eşittir dört demek çok zordur; bazen üç eder, bazen beş eder ruhsal durum. Öyle olunca, orada eğer bir yatkınlık varsa, mesela ailede şizofreniye yatkınlık yüksekse, siz de bu bireyi bunu tetikleyecek bir ortamda yetiştiriyorsanız, doğal olarak bu kişi ailesine göre daha ağır psikolojik sorunlarla karşı karşıya kalabilir. Ama eğer ortamı negatif yönde etkileyen, yani hastalığın olmasını etkileyen faktörlerden uzak tutarsanız, normal bir insan olarak da hayatını geçirebilir. Çünkü ruhsal ve psikolojik davranışlar çok faktörlü davranışlardır. Metabolik hastalıklardan dolayı olanlar var; yani bir enzim defekti ya da bir gendeki hasardan dolayı ruhsal yapısı bozulanlar var; beyinde çeşitli nörotransmiterlerin az salınması ya da fazla salınmasından dolayı gelişen hastalıklar var; kanserden oluşabilir, şundan oluşabilir, bundan oluşabilir. Dolayısıyla çok karmaşık bir sistemin etkisi söz konusu. Dolayısıyla, illa şöyle olursa böyle olur demek çok zor.

Hücre bağımsız olarak yaşamıyor; hücre etrafından etkileniyor. Hücre dışarıya madde gönderiyor, dışarıdan madde alıyor, dışarıdaki her olaydan etkileniyor. Yani kullandığınız telefondan da etkileniyor, yediğiniz yiyecekten de etkileniyor, stresinizden de etkileniyor, immün sisteminizdeki sorunlardan da etkileniyor, hastalığınızdan da etkileniyor ve bunları belli bir süre içerisinde kendi bünyesinde tutmaya başlıyor. Bunların birikim oranları, doğal olarak, hücreyi modifiye etmeye başlıyor; hücrenin epigenetiğini, okumasını değiştiriyor. Hücreler de organ ve insanları oluşturduğuna göre, doğal olarak, insanı da etkilemeye başlıyor. Yani aslına bakarsan, bu köpeği etkileyen etken ile insanı etkileyen etkenin hücre bazındaki yapmış olduğu hasar ya da artı ya da eksi etki birbirine çok benzer. O yüzden, ikisi aynı oranda etkilendiği için ikisi de aynı oranda değişmeye başlıyor.

Epigenetik işleyişi insanlara has bir durum mu?

Hayır, epigenetik, canlıların hepsinde vardır. Aslına bakarsanız, insan diğer varlıklardan çok farklı değil ki. Yani DNA bilgisi aynı. Yani virüste de, bakteride de, insanda da, bitkide de DNA’larımızın kodu Adenin, Timin, Guanin ve Sitozin’le yazılıyor. Yani 4 harfli. Bizim alfabede 29 harfimiz var, genetikte sadece 4 harf var; hepsi aynı. Örneğin bir bakterinin DNA’sını alsanız, virüsün RNA’sını alsanız, insanın transient RNA’larını alsanız veya başka bir bakterinin RNA’sını alsanız, bir tüpün içine koysanız, size protein sentezi ya da yeniden DNA sentezi yapabilirler. Zaten bizim en çok polimera zincir reaksiyonu. Mesela burada biz insanın DNA’sını çoğaltıyoruz tüpün içerisinde; ama DNA’yı çoğaltmak için kullanmış olduğumuz enzim bir bakteriden elde ediliyor. Yani kaplıcalarda yaşayan ve sıcaklığa çok duyarlıklı olan bir bakterinin DNA polimerasını kullanıyoruz ve hiç ayırmıyor, bu insanın DNA’sıdır, bu bakterinin DNA’sıdır diye ve sizin DNA’nızı yapıyor, sentezliyor. Yani epigenetik mekanizmalar her canlı için geçerlidir. Ama birçok mekanizma var epigenetik mekanizmalarda. Mesela DNA’nın metilasyonu bir mekanizma, asetilasyonları ayrı bir mekanizma; non-coding RNA’lar tarafından kodlanması var, ayrı bir mekanizma… Yani epigenetik dediğimiz zaman, altında birçok mekanizma var. Metilasyon, DNA metilasyonu en büyük oyuncudur epigenetikte; asetilasyonları ayrı bir oyuncudur, noncoding RNA’lar ayrı bir oyuncudur. Bir de histonlar; histon dediğimiz özel yapılar var. Mesela bu dört oyuncu epigenetik mekanizmaları kodlar. Her bir organizmada bu biraz daha kuvvetli ya da biraz daha zayıf olabilir. Ama her organizma için geçerlidir.

Epigenetik değişiklikler hastalıklara yakalanmada ve tedavisinde nasıl bir yere sahip?

Biliyorsunuz, kanserin birçok nedeni var. Ama aslına bakarsanız, kanserin temel nedeni immün sistem zafiyetidir. Çünkü vücudunuzda her gün on binlerce kanser hücresi oluşur ve immün sisteminiz, yani bağışıklık sisteminiz bu on binlerce kanser hücresini yakalar ve öldürür. Eğer zafiyet geçirip bir tanesini görmüyorsa, göremiyorsa, o hücre çoğalmaya başlıyor, çoğalınca popülasyonu artıyor, klinik yansımasını da daha sonra görmeye başlıyorsunuz. Ama temelinde bir immün sistem zafiyeti var. İmmün sistem zafiyetinin oluşabilmesi için de immün sistem iki şeye karşı sorun oluşturmaya başlıyor. Bir tanesi, DNA’da hasar oluşuyor ve immün sistem bu hasarı görmeyebiliyor. Bir tanesi de, DNA’da hasar yok, ama epigenetik değişiklikler gerçekleşiyor; yani çalışmaması gereken gen çalışmaya başlıyor ya da az çalışması gereken gen daha çok çalışmaya başlıyor ya da çok çalışması gereken gen daha az çalışmaya başlıyor. Bu sistemler fazla ürün üretmeye başladıklarında immün sistem bunları görmemeye başlıyor artık ve görmemeye başlayınca otomatik olarak artmaya başlıyor bu hücreler, yani kanser oluşmaya başlıyor. Birçok kanserde, birçok kanser türünde epigenetik mekanizmalar tedavi amaçlı kullanılıyor. Mesela hiper metilasyon yapan ajanlar ilaç olarak kullanılıyor. Yani metilasyonun artmasını azaltan ilaçlar kanserde ilaç olarak kullanılabiliyor. Yani eğer epigenetik değişiklik sonucu bir kanser oluşmuşsa, onu geriye çeviren, artan ise azaltan, azaltan ise arttıran ilaçlar üretiliyor ve piyasada kullanılıyor bunlar.

Teşekkür ediyoruz, zaman ayırdınız.

Ben teşekkür ediyorum. Gönül dergisi, adı çok güzel; inşallah, insanların da gönülleri huzur ve mutlulukla dolsun.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.