epigenetik

• dna dizisini değil gen ifadesini etkileyen kalıtsal değişimleri inceleyen bilimdir.
  
  bilimsel tartışmalardaki nature vs. nurture ikiliğinin tamamen aşılmasını sağlamasa da bu ikisi arasında zannedildiği kadar net bir çizgi olmadığını ortaya koyar. zaten "epi-" antik yunancada "üzerinde" anlamına gelir, "epidermis"te olduğu gibi.
  
  bu kalıtsal değişimler dna sekansını hiç değiştirmeden şimdiye keşfedilmiş veya keşfedilmemiş olan pek çok mekanizma ile gerçekleşse de mekanizmalardan en çok bilinenleri arasında:
  
  1) rna interferans mekanizması (bkz: rnai/@highpriestess)
  2) dna metilasyonu
  3) histon modifikasyonları
  
  vardır. şimdi bunları örneklendirerek inceleyelim.
  
  * * *
  rna interferans mekanizması:
  
  okullardaki basit biyoloji derslerinde gen ekpresyonunun nasıl öğretildiğini herkes az çok hatırlayacaktır. dna'dan rna molekülü (mrna, trna ve rrna) senteziyle transkripsiyon ve rna'lardaki bilginin ribozomlardaki protein sentezine dönüşümüyle translasyon süreçleri bir bütün olarak gen ifadesini oluşturur. mrna, messengerdan gelir ve dna'dan ribozoma proteinin kodlanması için gereken enformasyonu taşır.
  
  rna interferans mekanizmasında mrna molekülleri etkisizleştirilir. böylece normal translasyon süreci engellenmiş olur. bu pathwayde rol oynayan moleküller kendi içlerinde çeşitli gruplara ayrılabilirler. mirna ve sirna gibi. bunlara non-coding rna molekülleri denir çünkü bu moleküller proteine dönüştürülmezler.
  
  bunun tıp pratiğinde pragmatik kullanımı patisiran gibi ilaçlardır. (bkz: rna terapisi/@highpriestess) patisiran, 2018'de piyasaya sürüldü. transtiretin ile ilişkili amiloidozların tedavisi için geliştirildi. hastalık yaşla bağlantılı transtiretin birikimi ile de ortaya çıkabiliyor, genetik bir mutasyon sonucu da ortaya çıkabiliyor.
  
  patisiran nasıl işe yarıyor?
  
  iki tip transtiretini de kodlayan mrna'yı hedefleyip susturarak işe yarıyor. böylece transtiretin üretimi azalıyor.
  
  işte, rna interferans mekanizmasında sentetik olmayan süreçler de aslında buna benzer bir mantıkla ortaya çıkıyor. bu süreçler fisyon mayası gibi tek hücreli maya türlerinde de var, bitkilerde de var, hayvanlarda da.
  
  örnek bir araştırma:
  common themes in sirna-mediated epigenetic silencing pathways
  
  bu araştırma sirna temelli bazı süreçlerin fisyon mayası ve bitkiler arasında korunduğu gibi ilginç bilgiler içeriyor.
  
  * * *
  dna metilasyonu:
  
  dna metilasyonunda dna'ya metil grupları ekleniyor. bu metil gruplarının dna sekansını değiştirmeden nelere vesile olabildiği, meşhur bir fare deneyi üzerinden açıklanabilir.
  
  deneyde anne fareler yavrularını yalama davranışlarına göre high-licking ve low-licking olmak üzere gruplara ayrılıyorlar. high-licking annelerin yavruları ileride high-licking olurken, low-licking annelerin yavruları ileride low-licking oluyor. bir noktada araştırmacılar, iki grubun yavrularını değiştiriyorlar. yavrular değiştiğinde genetik annelerinin davranışını değil diğer annenin davranışını gösteriyorlar.
  
  bu esrarengiz olay da moleküler düzeyde inceleniyor:
  
  epigenetic mechanisms and the transgenerational effects of maternal care
  
  low-licking ve high-lickinglerin gösterdikleri davranışlarla bağlantılı olabilecek bölgelerde dna metilasyonu ile ilişkili farklılıklar bulunuyor. metilasyon dna dizisini değiştirmiyor fakat belirli bir dna segmentinin aktivitesini modifiye edebiliyor.
  
  * * *
  histon modifikasyonları:
  
  bunu anlayabilmek için kromatinin alt birimi olan nükleozoma bakalım:
  
  nükleozom diyagramı
  
  şekilde görülen sekizli protein kompleksinde h2a, h2b, h3 ve h4 histon proteinlerinin ikişer kopyası bulunuyor. dna histon çekirdeğini sarıyor. bu sistem nasıl modifiye olabilir? metil grubu bağlanırsa metilasyonla, asetil grubu bağlanırsa asetilasyonla, fosfat grubu bağlanırsa fosforilasyonla modifiye olabilir. (daha devamı da vardır)
  
  kokain, nikotin bağımlılığı, stres gibi konularda histon modifikasyonlarına dayanan araştırma çoktur. örnek olarak, histon asetilasyonu arttığında fareler kokaine, strese, ağrıya duyarlı hale gelirken, histon asetilasyonunu azaldığında duyarlılık azalır.
  
  histone acetylation in drug addiction
  
  bu tür sistemlere daha pek çok örnek verilebilir. ana fikir fenotip değişikliklerinin kalıtsal olabilmesi için dna sekansının değişmesi gibi bir zaruretin olmamasıdır.