İşte bir ikilem:
Tek yumurta ikizleri aynı DNA'dan meydana gelirler.
Öyleyse önemli derecede genetik geçişi olan özelliklerde bile
nasıl bu kadar farklı olabiliyorlar?
Örneğin, bir ikiz 55 yaşında kalp hastalığına yakalabilirken
neden diğeri mükemmel sağlıkla maraton koşabiliyor?
Doğa mı yoksa yetiştirme mi tartışmasının bu konuyla ilgisi çok,
ama daha derin bir cevap epigenetik denen bir olguda bulunabilir.
Epigenetik, DNA'nın hücrelerde bulunan
bir dizi daha küçük molekülle etkileşimini inceler.
Bu moleküller genleri etkinleştirebilir ya da devre dışı bırakabilir.
DNA'yı bir yemek tarifi kitabı gibi düşünürseniz,
bu moleküller çoğunlukla neyin ne zaman pişirileceğini belirleyenlerdir.
Bu moleküller bilinçli olarak bir tercih yapmazlar.
Daha ziyade, onların hücredeki varlığı ve derişimi fark yaratır.
Peki bu nasıl oluyor?
DNA'daki genler okunup RNA'ya kopyası çıkarılarak ifade edilir,
RNA da ribozom denen yapılarda proteinler hâline çevrilir.
Hücrenin özelliklerini ve görevini belirleyen de büyük oranda proteinlerdir.
Epigenetik değişimler bu genlerin kopyalanmasını destekler ya da engeller.
Genoma bu müdahalelerin en yaygın şekli,
DNA ya da DNA'nın çevresine sarıldığı proteinlerin
küçük kimyasal etiketlerle işaretlenmesidir.
Bir hücrenin genomuna bitişik tüm kimyasal etiketler dizisine
o hücrenin
epigenomu denir.
Bunlardan bazıları, örneğin bir metil grubu, gen ifadelenmesini,
DNA'nın kopyalanma mekanizmasını raydan çıkararak
ya da DNA'nın daha sıkı kıvrılmasını sağlayıp
DNA'yı ulaşılmaz kılarak engeller.
Gen hâlâ oradadır, ama sessizdir.
Genin kopyalanmasını desteklemekse temelde bunun zıttıdır.
Bazı kimyasal etiketler DNA'yı çözerek kopyalanmasını kolaylaştırır,
böylece ilişkili proteinin üretimi artar.
Epigenetik değişiklikler hücre bölünmesi sonrası da devam edebilir.
Bu da değişikliklerin bir canlıyı tüm hayatı boyunca etkileyebilmesi demektir.
Bu bazen iyi bir şeydir.
Epigenetik değişiklikler normal gelişimin bir parçasıdır.
Bir embriyodaki hücreler tek bir ana genomla başlarlar.
Hücreler bölündükçe bazı genler aktive olur,
bazılarıysa engellenir.
Zamanla, bu epigenetik yeniden programlama aracılığıyla
bazı hücreler kalp hücrelerine,
bazıları karaciğer hücrelerine dönüşür.
Vücudumuzdaki yaklaşık 200 hücre tipinin her biri
temelde aynı genoma sahiptir,
ama kendi farklı epigenomu vardır.
Epigenom ayrıca
genler ve çevre arasında yaşam boyu süren bir diyaloğa aracılık eder.
Genleri açıp kapatan kimyasal etiketler
bazı faktörlerden etkilenebilir.
Diyet, kimyasala maruz kalma
ya da ilaç tedavisi gibi.
Sonuçta oluşan epigenetik değişiklikler eninde sonunda hastalığa yol açabilir.
Örneğin bu değişiklikler tümör-baskılayan bir proteini yapan geni kapatıyorsa.
Çevresel etkenlerle tetiklenmiş epigenetik değişiklikler
tek yumurta ikizlerinin bu kadar farklı hayatlar yaşamalarının nedenlerindendir.
İkizler yaşlandıkça, epigenomları birbirinden farklılaşır,
bu da onların yaşlanmasını ve hastalığa yatkınlığını etkiler.
Sosyal yaşantılar bile epigenetik değişimlere yol açabilir.
Ünlü bir deneyde,
anne sıçanlar yavrularına yeterince ilgi göstermediğinde,
yavruların stresi yönetmeye yardımcı genleri metillenmiş
ve kapatılmıştır.
Bu etki sadece o nesille sınırlı kalmayabilir.
Çoğu epigenetik iz, yumurta ve sperm hücreleri oluşurken silinir.
Ama artık araştırmacılar bu izlerin bazılarının geçerliliğini koruduğunu,
bu epigenetik özelliklerin bir sonraki nesle aktarıldığını düşünüyor.
Annenizin ya da babanızın çocukluktaki yaşantıları
ya da yetişkin olarak tercihleri
epigenomunuzu gerçekten de şekillendirebilir.
Ama epigenetik değişiklikler inatçı olmalarına rağmen
ille de kalıcı değillerdir.
Dengeli bir hayat tarzıyla, yani sağlıklı bir beslenme düzeni,
egzersiz
ve kirletici maddelere maruz kalmaktan kaçınmayla
uzun vadede sağlıklı bir epigenom yaratılabilir.
Bu konuyu araştırmak için heyecan verici bir zamandayız.
Bilim adamları epigenetiğin insan gelişimi ve yaşlanması gibi bazı şeylerin
mekanizmasını açıklayabileceğini daha yeni yeni anlamaya başlıyorlar.
Aynı zamanda kanserin kökeni,
kalp hastalığı,
akıl hastalıkları,
bağımlılık
ve daha pek çok durum gibi.
Bu arada yeni genom düzenleme teknikleri, hangi epigenetik değişimlerin
hastalık ve sağlık için önemli olduğunu anlamada işi kolaylaştırıyor.
Epigenomumuzun bizi nasıl etkilediğini anladığımızda,
belki biz de onu etkilemeyi başarabiliriz.