Deli, kötü ya da üzgün mü doğduk, yoksa kişiliğimiz yaşamdaki olaylarla mı belirlendi? Onlara ne kadar eşit davranırsak davranalım, çocuklarımız neden bu denli farklı? Epigenetik hepimizin kendimize sorduğumuz ortak sorulara yanıtlar üretir. Peki ama epigenetik nedir?
Beyaz bir farenin siyah bir fareyle çiftleştiğini hayal edin; diyelim ki üç beyaz ve üç siyah bebeğiniz var. Bu durumu genetik ile açıklamamız mümkündür. Siyah bebekler melanin pigmentini üretme yeteneğini kodlayan bir geni miras aldılar, diğerleri ise kusurlu bir gen aldılar ve sonucunda beyaz oldular. Ama diyelim ki fare yavrularınızdan biri zebra gibi siyah beyaz çizgilere sahip. Peki bunu nasıl açıklayacaksınız?
Epigenetik, aynı genlere sahip olmalarına ve aynı çevrede olmalarına rağmen organizmaları veya organizmaların parçalarını farklı gösteren mekanizmalarla ilgilidir. Epigenetik, çevre ile genler arasındaki etkileşimin işleyişini araştırır.
Son yıllarda giderek artan sayıda araştırma gösteriyor ki, bizi biz yapan bütün biyolojik özelliklerimiz aslında sadece genlerimiz aracılığı ile aktarılmıyor. Epigenetik mekanizmalar aracılığıyla ebeveynler yaşadıkları çevrenin etkilerini çocuklarına ve hatta birkaç kuşak sonraki torunlarına bile geçiyor. Yani başlıkta da dediğimiz gibi büyükannemizin deneyimi aslında genlerimizde izler bırakıyor.
Epigenetik Nedir?
DNA’mız, bizi biz yapan bir dizi talimat içermektedir. Ancak bu talimatlar sabit değildir. DNA hücrelere nasıl biçimleneceklerini ve gövdelerimizi yapmak için nasıl örgütleneceklerini söyleyebilir, ancak bu yönergeler çeşitli faktörler nedeniyle zaman içinde değişime uğrar. Bu da bizi kelime anlamı ile gen üstü demek olan epigenetik fikrine götürür.
Genetik gibi epigenetik de belirli biyolojik özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını içerir. Ancak genetik değişikliklerin tersine, epigenetik değişiklikler fiziksel bağlantılı A-C-G-T dizisini değiştirmez. Bunun yerine epigenetik kalıtım, hücrelerin DNA’ya nasıl eriştiğini, onu nasıl okuyup kullandığını etkiler. Biyoloji çoğu zaman çevre (yetişme) ve genler (doğa) arasında bir ayrım yapsa da, epigenetik doğa ve çevreyi yeni yollarla birleştirir.
Epigenetik çevre kısmını kalıtım yoluyla alabileceğimizi bile ima eder. Yani anne ve babalarımızın (ya da büyükannelerimizle büyükbabalarımızın) yediği, soluyarak aldığı ve katlandığı şeylerin biyolojik anılarını kalıtım yoluyla alırız.
İnsanlarda epigenetik sürecin kanıtı nedir?
19. yüzyıl başlarında ikinci dereceden bir Fransız soylusu olan Jean-Baptiste Lamarck yaşam boyunca kazanılan özelliklerin bir sonraki kuşağa aktarılabileceğini ileri sürmüştü. Yani Lamarck canlıların çevrelerine tepki olarak davranışlarını ya da biçimlerini değiştirdiklerini ve daha sonra bu edinilmiş özellikleri soylarına aktardıklarını söylüyordu.
Bu düşünceyi desteklemek için, demircilerin oğullarının kol kaslarının, daha aile mesleğine başlamalarından önce, dokumacıların oğullarınkinden daha büyük olduğunu göstererek, bunu kalıtsal bir özellik olarak yorumlamıştı. Ona göre zürafalar ağaçların en üst yapraklarına uzanarak uzun boyunlar edinmişler ve bunları da yavrularına geçirmişlerdi.
Ancak Darwin, dostlarına yazdığı mektuplarda Lamarck’ın kuramını saçmalık olarak nitelendirecekti. Darwin’in şikayetlerinden biri de Lamarck’ın doğuştan gelen sabit özelliklerle avantaj kazandıkları inancıydı. Sonucunda Darwin’in doğal seçilim yolu ile yaptığı açıklamalar kabul görecekti.
Ancak epigenetik ile birlikte Lamarck’ın kuramı bir kere daha ilgi çekti. Günümüzde bilim insanları artık her şeyin genlerle ilgili olmadığını kabul ediyor. Genlerin ifadesi, etkinleşmesi ya da kapanması da artık işin içine girdi. Süreç belirli genlerin metil gruplarıyla işaretlenmesiyle ilgilidir.
Epigenetik Bizim İçin Ne Anlama Geliyor?
Metil grupları ya DNA’nın kendisine bağlanır (bu çoğunlukla genin susturulmasına yol açar) ya da DNA’yı kaplayan histon adı verilen proteinlere bağlanır. Bu süreç hakkındaki bilgi, üreme sırasında bir nesilden diğerine aktarılabilir. Hatta bir kişinin doku ve organlarında, hücreleri yenilense bile ömür boyu varlığını sürdürebilir. Yani tıpkı mutasyonlar gibi epigenetik değişimler de hücrelerde ve yavrularında yaşamaya devam eder.
Üstelik yaşlandıkça giderek daha çok sayıda kendimize özgü epigenetik değişim biriktiririz. Bu da DNA’ları aynı olmasına rağmen tek yumurta ikizlerinin kişiliklerinin farklılaşmasını açıklar. Daisy ve Violet kalçalarından bağlı Siyam ikizleriydiler. Ancak yapışık ikizler için aynı kişiydiler demek çok zordu. Kişiliklerinde belirgin ayrımlar vardı. Bu farklılığın nedeni rastgele olayların gelişimdeki rolünü dikkate alan epigenetik ile açıklanmaktadır.
Epigenetik kalıtım ne derece etkilidir?
Açlık Kışı olarak da bilinen 1944-1945 Hollanda kıtlığı, Alman işgali altındaki Hollanda’da, özellikle büyük nehirlerin kuzeyindeki yoğun nüfuslu batı illerinde, 1944-1945’in nispeten sert kışı sırasında meydana gelen bir kıtlıktı. Bu bilim insanlarına doğum öncesi açlığa maruz kalma ile yetişkin yaşamındaki sağlık arasındaki ilişkiyi incelemek için bir fırsat yarattı.
Bilim insanları kıtlık sırasında rahme düşen ceninlerle kıtlık sonrası gebe kalan kadınların ceninlerini karşılaştırıp hangisinin sağlıklı olduğunu görmeye karar verdi. Tahmin edildiği gibi kıtlık çeken ceninler genel olarak daha küçük ve zayıf bebekler oldu. Ancak sonraki yıllarda da şizofreni, obezite ve şeker hastalığı bu çocuklar arasında daha yüksek oranlardaydı.
Bunun nedeni yiyecek yoksunluğunun, rahmin (bebeğin çevresi) kimyasını değiştirmesi ve bu nedenle belirli genlerin ifadesinin değişmesi olarak kabul edilecekti. Altmış yıl sonra bile doğum öncesi kıtlık çekenlerin epigenomları önemli derecede farklı görünüyordu. Ayrıca başka kıtlıkların kurbanlarıyla da yapılan benzer çalışmalar uzun vadede benzer etkileri gösterecekti.
Sonuç olarak
Epigenetik fikri heyecan vericidir. Kilo, boy, hastalıklara yatkınlık, uzun ömürlülük veya zeka gibi pek çok insan özelliğinin kısmen kalıtsal olabileceğini biliyoruz. Ancak bu kalıtım sürecinin tam olarak nasıl gerçekleştiği genetik kapsamında net açıklanamıyordu. Epigenetik bu süreci anlamamız için bize bir çerçeve sağladı.
Epigenetik son on yılda o kadar hızlı genişledi ki her ilerlemeyi yazıda aktarmak olası olmayacaktır. Ancak kesin olan bir şey var ki epigenetiğin kanser, klonlama ve genetik mühendisliği hakkında bize sağladığı yeni bilgiler sayesinde muhtemelen dünyamız gelecekte daha da hızlı değişecektir..
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Epigenetics and Child Development: How Children’s Experiences Affect Their Genes; https://developingchild.harvard.edu
- Explainer: what is epigenetics?. Yayınlanma tarihi: Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Explainer: what is epigenetics?
- What Is Epigenetic Inheritance?; yayınlanma tarihi: 10 Haziran 2022; Bağlantı: https://www.scienceabc.com
- Siklenka K, Erkek S, Godmann M, Lambrot R, McGraw S. Lafleur C, Cohen T, Xia J, Suderman M, Hallett M, Trasler J, Peters AH. Kimmins S. Disruption of histone methylation in developing sperm impairs offspring health transgenerationally. Science. 2015 Nov 6;350(6261):aab2006. doi: 10.1126/science.aab2006. Epub 2015 Oct 8. PMID: 26449473.
- Weinhold B. Epigenetics: the science of change. Environ Health Perspect. 2006 Mar;114(3):A160-7. doi: 10.1289/ehp.114-a160. PMID: 16507447; PMCID: PMC1392256.
- Kyle, Ursula & Pichard, Claude. (2006). The Dutch Famine of 1944–1945: A Pathophysiological Model of Long-Term Consequences of Wasting Disease. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care. 9. 388-94. 10.1097/01.mco.0000232898.74415.42.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
