Çevre Koşullarının Genlerle ve Hastalıkların Kalıtımıyla İlişkisi - DERS KİTABI CEVAPLARI

Yeni Yayınlar

Eylül 07, 2018

Çevre Koşullarının Genlerle ve Hastalıkların Kalıtımıyla İlişkisi

Edit
 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Çevre Koşullarının Genlerle ve Hastalıkların Kalıtımıyla İlişkisi 

Bir kişinin genlerinin aktivitesi, sadece genlerinin DNA dizisine bağlı değildir. DNA dizisine ek olarak, epigenetik adı verilen diğer faktörler tarafından da etkilenir. Bu faktörlerdeki değişiklikler, hastalıklarda kritik rol oynayabilirler.Dış çevrenin genler üzerine etkisi, hastalıkların ortaya çıkışını etkileyebilir ve bu etkilerden bazıları insanlarda gelecek nesillere aktarılabilir.


Çevresel faktörlerin, bireylerin sahip olduğu çocukların genetiğini nasıl etkilediğini incelemek için yapılacak deneyleri tasarlamak oldukça zordur. Buna rağmen, dünyanın bazı yerlerindeki sosyal sistemlerin sabit ve izole olmasından dolayı, birden fazla nesil açısından aileleri etkileyen çevresel faktörler hakkında bilgi alınabilir. Örneğin; İsveç bilim adamları, kardiyovasküler hastalıklarla ve diyabetle ilişkili ölüm oranlarını beslenmenin arttırıp arttırmadığını ve bu etkilerin kendi çocukları ve torunlarına geçip geçmediğini araştırmışlardır. 

Çevre Koşullarının Genlerle ve Hastalıkların Kalıtımıyla İlişkisi
Çevre Koşullarının Genlerle ve Hastalıkların Kalıtımıyla İlişkisi 

Araştırmaların sonucunda, babaları ergenlik döneminden önce fazla beslenmemiş çocukların kardiyovasküler hastalıklara yakalanma riskinin daha düşük olduğu bulunmuştur. Eğer çocukların babaları besin zenginliği içerisinde büyümüşlerse, çocuklarının diyabetten ölme riskleri daha fazladır. Bu bulgular, diyetin genlerde değişikliğe neden olabildiğini, ailede erkekler tarafından yeni nesillere aktarılabildiğini ve bu değişiklerin belirli hastalıklara yatkınlığı arttırabildiğini gösterdi. Fakat bu değişikler nelerdir? Nasıl hatırlanırlar ve kalıtılırlar? Bu sorunların cevabı, epigenetik ile açıklanabilir.

Epigenetik Nedir? Epigenetik Değişiklikler Genleri Nasıl Etkiler?

Hücrenin içerisinde DNA, hücre bölünmesi esnasında proteinlerle sıkıca paketlenmiş bir yapı oluşturur. Bu yapılara kromozom denir. DNA’nın üzerindeki genler de proteinler veya kimyasal gruplarla etkileşim haline girerek aktifleşir ya da baskılanır. Epigenetik, DNA dizisi dışındaki diğer faktörler (kimyasal gruplar, proteinler, RNA’lar gibi) tarafından genlerin aktivitesinin değişmesine denir. Epigenetik değişikler, genleri aktifleştirir ya da baskılar ve hangi proteinlerin sentezleneceğini belirler.

Epigenetik çok sayıda hücresel süreç ile ilişkilidir. Vücuttaki bütün hücreler aynı DNA’ya sahiptir ama vücutta birbirinden farklı hücre tipleri vardır. Bu nasıl mümkün olur? Kısaca, hücreler, dokular ve organlar farklıdır çünkü aktif olan ve inaktif olan farklı gen setleri içerirler. Epigenetik sessizleştirme genleri inaktifleştirir. Sessizleştirme, genetik ikizlerin görünüş olarak neden tamamen aynı olmadığını da açıklar. Buna ek olarak epigenetik, dişi memelilerde X kromozomu inaktivasyonu için önemlidir. Bu durum, dişilerin erkeklerden iki kat daha fazla X kromozomu kökenli gen ürünü üretimi yapmaması için gereklidir. Çünkü, dişiler iki tane X kromozomuna sahipken, erkekler bir adet X ve bir adet Y kromozomu taşırlar. Bu kromozomlara da cinsiyet kromozomları denir.

Hücrelerin içerisinde genleri sessizleştirmek için birbirleriyle etkileşen üç sistem vardır: DNA metilasyonu, histon modifikasyonları ve RNA ilişkili sessizleştirme.

DNA metilasyonu

DNA metilasyonu, DNA’ya metil gruplarının eklendiği kimyasal bir süreçtir. DNA’da CpG bölgeleri adı verilen, sitozin ve guainin nükleotitlerin yan yana geldiği bölgelerde meydana gelir. CpG bölgeleri DNA metil transferazlar tarafından metillenir. Metil gruplarının eklenmesi ise DNA’nın yapısını değiştirir ve genin transkripsiyon için gerekli olan proteinlerle etkileşimini değiştirir. Bazı genlerde DNA metilasyonu, genin anneden ya da babadan geldiğine göre çocukta da aynı şekilde korunur. Bu olaya damgalama denir. Annenin veya babanın maruz kaldığı çevre koşullarının bazı genleri etkilemesi, dolayısıyla bazı hastalıklara yatkınlığı değiştirmesi ve bu değişimin çocuklara aktarılmasının nedeni damgalama mekanizmasıdır.

Histon Modifikasyonları

Histonlar, kromozom içerisinde DNA ile bir arada bulunan proteinlerdir. Asetillenme ya da metilasyon reaksiyonları ile histonlar modifiye olur. Bu modifikasyonlar sonucu, gen aktifleşir ya da baskılanır.

RNA İlişkili Sessizleştirme

Genler tarafından kodlanan RNA molekülleri, hücrede protein üretimine aracı olur. Bunların dışında kalan bazı RNA molekülleri de, protein üretiminde görevli olan RNA molekülüne bağlanarak onun aktivitesini durdurabilir. Böylece genin ürünü üretilmez ve gen baskılanmış olur. Bu mekanizmaya RNA ilişkili sessizleştirme denir.

Epigenetik ve Hastalıklar

Epigenetik değişiklikler normal bir gelişim ve sağlık için gerekliyken, bazı hastalıklardan da sorumlu olabilirler. Bu üç sistemdeki herhangi bir değişiklik, genlerin gereğinden fazla aktive olmasını ya da susmasına neden olan epigenetik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kanserle, kromozom bozuklukları sonucu ortaya çıkan sendromlarla ve zeka geriliği ile ilişkilidir.

Epigenetik ve Kanser

Araştırmacılar ilk defa 1983’te kolon kanseri hastasının hücrelerinde, normale göre daha az DNA metilasyonu olduğunu saptamışlardır. Metillenmiş genler kapalı olur ve daha az metilasyon bu genlerin anormal şekilde aktive olmalarına neden olur. Bazı kanser türlerinde de normalde metillenmemesi gereken genler metillenir ve sessizleşir. Bu tarz değişiklikler insanlardaki kanser türlerinde, DNA dizisi mutasyonlarından daha sıklıkla rastlanır.

Epigenetik ve Zeka Geriliği

Fragil X sendromu, özellikle erkeklerde görülen ve en sık rastlanan kalıtsal zeka geriliği sendromudur. Bu sendroma sahip kişilerde ileri derece mental gerilik ve otizm benzeri davranışlar görülür. FMR1 adlı genin metilasyonla sessizleşmesi sonucu, gen ürününü üretemez ve Fragil X sendromu ortaya çıkar.

Epigenetik Terapi Yoluyla Hastalıklarla Mücadele

Kanser gibi birçok hastalığın epigenetik değişikliklerle ilişkili olması, tedavi için epigenetik değişikliklerin hedef alınmasını gündeme getirir. Bu değişiklikler, DNA dizi mutasyonlarından farklı olarak doğal olarak geri dönüştürülebilir oldukları için, ideal hedeflerdir. Bu tedavi stratejilerinden en yaygın olanları, DNA metilasyonunu ya da histon asetilasyonunu değiştirmeyi amaçlarlar.

DNA metilasyon inhibitörleri, sessizleşmiş genleri tekrar aktifleştirebilir. 5-azacytidine ve 5-aza-2′-deoxycytidine ilaçları metilasyon inhibitörleri olarak kullanılmaktadır. Bu ilaçlar, DNA kopyalanması sırasında DNA’nın yapısına girerek sitozin nükleotidi taklidi yapar ve böylece DNA’yı metilleyen enzimleri bloke eder.

Histon deasetilaz inhibitörleri de kullanılan ilaçlar arasındadır. Histondeasetilazlar DNA’dan asetil gruplarını uzaklaştıran enzimlerdir. Böylece kromatin sıkılaşır ve protein sentezi durur. Histon deasetilaz inhibitörleri kullanmak da, genin aktivitesinin devam etmesini sağlar. En yaygın kullanılan histon deasetilaz inhibitörleri phenylbutyric asit, SAHA, depsipeptide, ve valproic asittir.

Epigenetik terapinin başarılı olması için sadece anormal olan hücrelere etki etmesi gerekir. Eğer epigenetik açıdan normal olan hücrelere etki ederse, bu hücreleri kanser hücrelerine dönüştürebilir. Araştırmacılar, sadece anormal hücreleri hedeflemenin yollarını araştırmaktadırlar. Eğer bu gerçekleştirilirse, epigenetik terapi hastalıkların tedavisinde umut verici olacaktır.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder