Epigenetik, DNA’nın primer dizisinde herhangi bir değişiklik meydana gelmeden gen aktivitesinin değişmesini inceleyen bilim dalıdır. DNA modifikasyonları, DNA dizisini değiştirmeden gen aktivitesini etkileyebilir. Tekli genlere eklenen kimyasal bileşikler aktivitelerini düzenleyebilir; bu modifikasyonlar epigenetik değişiklikler olarak bilinir.

Epigenom, genom içindeki tüm genlerin aktivitesini (ekspresyonunu) düzenlemenin bir yolu olarak kişinin DNA’sına (genom) tamamen eklenen tüm kimyasal bileşikleri içerir. Epigenomun kimyasal bileşikleri DNA sekansının bir parçası değildir, ancak DNA üzerine veya DNA’ya bağlanır. Epigenetik modifikasyonlar hücreler bölünürken korunur ve bazı durumlarda nesiller boyunca miras olarak aktarılabilir. Bir kişinin diyeti ve çevre kirleticilere maruz kalması gibi çevresel etkiler de epigenomu etkileyebilir.

Günümüzde, çok çeşitli hastalıklar, davranışlar ve diğer sağlık parametreleri epigenetik mekanizmalarla ilişkilendiren bazı kanıtlara sahiptir. Bunlara neredeyse her tür kanser, bilişsel işlev ve solunum bozukluğu, kardiyovasküler hastalıklar, üreme sorunları, otoimmün ve nörodavranışsal hastalıklar dahildir. Epigenetik süreçlerin arkasındaki bilinen veya şüphelenilen faktörler arasında ağır metaller, böcek ilaçları, dizel egzoz, tütün dumanı, polisiklik aromatik hidrokarbonlar, hormonlar, radyoaktivite, virüsler, bakteriler ve temel besinler bulunur.

Epigenetik değişiklikler, genlerin açık veya kapalı olup olmadığını belirlemeye yardımcı olabilir ve yalnızca gerekli proteinlerin üretilmesini sağlayarak belirli hücrelerdeki protein üretimini etkileyebilir. Örneğin, kemik büyümesini destekleyen proteinler kas hücrelerinde üretilmez. Epigenetik modifikasyon modelleri, bir bireydeki farklı dokular ve hatta farklı hücreler arasında değişiklik gösterir. Yaygın bir epigenetik modifikasyon tipi DNA metilasyonudur.

DNA metilasyonu, DNA segmentlerine her biri bir karbon atomu ve üç hidrojen atomundan oluşan metil grupları adı verilen küçük moleküllerin bağlanmasını içerir. Belirli bir gene metil grupları eklendiğinde, o gen kapatılır veya susturulur ve bu genden protein üretilmez.

Şekil 1. Epigenetik modifikasyonlardan DNA metilasyonu

Epigenetik süreçteki yanlış genin değiştirilmesi veya bir gene bir bileşik eklenememesi gibi hatalar (yanlış epigenetik modifikasyonlar), anormal gen aktivitesine veya baskılanmasına yol açabileceğinden, genetik bozukluklara neden olabilirler. Kanserler, metabolik bozukluklar ve dejeneratif bozukluklar gibi durumların hepsinin epigenetik hatalarla ilişkili olduğu bulunmuştur. Bilim adamları, genom ile onu değiştiren kimyasal bileşikler arasındaki ilişkiyi araştırmaya devam ediyor. Özellikle, değişikliklerin gen fonksiyonu, protein üretimi ve insan sağlığı üzerinde ne gibi etkileri olduğunu inceliyorlar.

Kaynakça:

• Weinhold B. (2006). Epigenetics: the science of change. Environmental health perspectives, 114(3), A160–A167. https://doi.org/10.1289/ehp.114-a160
• Epigenetik