Genellik ve Tanım
Epigenetik, DNA dizilimini değiştirmeden gen ekspresyonunun değişikliklerine neden olan kalıtsal modifikasyonların incelenmesiyle, dolayısıyla onu oluşturan nükleotitlerin diziliminde değişikliklere neden olmadan çalışmayı ele almaktadır.
Bununla birlikte, daha teknik bir dil kullanarak, epigenetiğin, genotipi değiştirmeden, bireyin fenotipini değiştirebilecek tüm değişiklikleri ve tüm bu değişiklikleri incelediğini söyleyebiliriz.
"Epigenetik" terimini icat etmenin esası, 1942'de bunu "genler ile onların ürünü arasındaki nedensel etkileşimleri inceleyen ve fenotipi yerleştiren biyoloji dalı" olarak tanımlayan biyolog Conrad Hal Waddington'a atfedilir. ".
Bu terimlerle açıklandığında, epigenetik oldukça karmaşık görünebilir; kavramı daha iyi anlamak için DNA'nın nasıl yapıldığı ve içerdiği genlerin transkripsiyonunun nasıl gerçekleştiği hakkında küçük bir parantez açmak faydalı olabilir.
DNA ve Gen Transkripsiyonu
DNA hücre çekirdeğinde bulunur. Çift sarmal bir yapıya sahiptir ve nükleotid denilen tekrar eden birimlerden oluşmaktadır.
Hücrelerimizde bulunan DNA'nın çoğu, nükleozom adı verilen özel alt birimler halinde düzenlenir.
Nükleozomlar, etrafına DNA'nın sarıldığı histonlar denilen proteinlerden oluşan merkezi bir kısımdan (çekirdek adı verilen) oluşur.
DNA'nın ve histonların tamamı, sözde kromatin'i oluşturur .
DNA'da bulunan genlerin transkripsiyonu, tam olarak, nükleozomların içindeki sonuncunun ambalajına bağlıdır. Aslında, gen transkripsiyon prosesi, DNA üzerindeki mevcut spesifik regülasyon sekanslarına bağlanan ve duruma özel genlere bağlı olarak aktive edebilen veya baskılayabilen spesifik proteinler olan transkripsiyon faktörleriyle düzenlenir.
Dolayısıyla, düşük paketleme seviyesine sahip bir DNA, transkripsiyon faktörlerinin düzenleyici sekanslara erişmesine izin verecektir. Aksine, yüksek paketleme seviyesine sahip DNA, onların erişmesine izin vermeyecektir.
Salmastra seviyesi, histonların kendileri ve kimyasal yapılarında yapılabilecek değişikliklerle belirlenir.
Daha ayrıntılı olarak, histonların asetilasyonu (yani, bu proteinleri oluşturan amino asitler üzerindeki belirli bölgelere bir asetil grubunun eklenmesi), kromatinin, transkripsiyon faktörlerinin girmesine izin verecek şekilde "daha rahat" bir konformasyon oluşturmasına neden olur., bu nedenle gen transkripsiyonu. Buna karşılık, deasetilasyon asetil gruplarını uzaklaştırır, kromatin kalınlaşmasına neden olur ve böylece gen transkripsiyonunu bloke eder.
Epigenetik Sinyaller
Şu ana kadar söylenenlerin ışığında, epigenetiklerin fenotipini değiştirebilecek değişiklikleri araştırdığı, ancak bir bireyin genotipini çalışmadığı takdirde, epigenetik bir sinyalin, verilen bir genin ifadesini değiştirebilecek şekilde modifikasyon yaptığını söyleyebiliriz. nükleotid dizisini değiştirmeden.
Sonuç olarak, önceki paragrafta belirtilen histonların asetilasyonunun bir epigenetik sinyal olarak değerlendirilebileceğini söyleyebiliriz; Başka bir deyişle, yapısını değiştirmeden genin aktivitesini (kopyalanabilen veya kopyalanamayan) etkileyebilen epigenetik bir modifikasyondur.
Bir başka epigenetik modifikasyon türü, hem DNA hem de histonların kendisinin metilasyon reaksiyonudur .
Örneğin, bir promotördeki DNA'nın metilasyonu (bir metil grubunun eklenmesi), aktivasyonu aynı promotör bölgesi tarafından düzenlenen gen transkripsiyonunu azaltır . Aslında, promotör bölgesi, görevi aynı olanın transkripsiyonunun başlangıcına izin vermek olan genlerin yukarısında bulunan spesifik bir DNA sekansıdır. Bu nedenle bu bölgeye bir metil grubunun eklenmesi, gen transkripsiyonunu engelleyen bir tür engellemeye neden olur.
Ayrıca, şu anda bilinen diğer epigenetik modifikasyon örnekleri fosforilasyon ve ubikatinasyondur .
DNA ve histon proteinlerini içeren tüm bu işlemler (sadece değil), etkinliği değişebilen diğer genlerin transkripsiyonunu takiben sentezlenen diğer proteinler tarafından düzenlenir.
Her durumda, epigenetik bir modifikasyonun en ilginç özelliği, aslında çevreleyen çevreyi, yaşam tarzımızı (beslenme dahil) ve bizim çevremizi ilgilendiren dış çevresel uyaranlara cevap olarak gerçekleşebilmesidir. sağlık durumu.
Bir anlamda, epigenetik bir modifikasyon, hücrelerin etkilediği adaptif bir değişiklik olarak anlaşılabilir.
Bu tür değişiklikler, öğrenme ve hafıza için epigenetik mekanizmaları benimseyen nöronlarda olduğu gibi fizyolojik olabilir, ancak örneğin zihinsel bozukluklar veya tümörler için olduğu gibi patolojik de olabilir.
Epigenetik modifikasyonların diğer önemli özellikleri ise tersinirlik ve kalıtımdır . Aslında, bu modifikasyonlar, her zaman dış uyaranlara cevap olarak zaman içinde daha fazla değişikliklere maruz kalsalar da, bir hücreden diğerine iletilebilir.
Son olarak, epigenetik modifikasyonlar yaşamın farklı aşamalarında ve sadece bir zamanlar inandıkları gibi embriyonik düzeyde değil (hücrelerin farklı olduğu zamanlarda) değil, aynı zamanda organizma zaten geliştirildiğinde de gerçekleşebilir.
Terapötik yönler
Epigenetiklerin ve epigenetik modifikasyonların keşfi, neoplastik tipte olanlar (tümörler) dahil olmak üzere farklı patolojilerin potansiyel tedavisi için terapötik alanda yaygın olarak kullanılabilir.
Aslında, bahsedildiği gibi, epigenetik modifikasyonlar ayrıca patolojik nitelikte olabilir; Bu nedenle, bu durumlarda, gerçek anomaliler olarak tanımlanabilirler.
Araştırmacılar daha sonra, bu değişikliklerin dış uyaranlardan etkilenebileceği ve kendilerini gösterip organizmanın yaşamı boyunca daha fazla değiştirilebilmesi durumunda, durumu şartlar altında bildirmek amacıyla belirli molekülleri kullanarak müdahale etmenin mümkün olduğunu varsaydı. normalliğin Ne, bu, hastalığın nedeni gerçek bir genetik mutasyonda bulunduğunda (en azından henüz değil) yapılması mümkün değildir.
Bu kavramı daha iyi anlamak için, araştırmacıların antikanser tedavileri alanındaki epigenetik bilgilerinden faydalandıklarını örnek olarak alabiliriz.
Epigenetik ve tümörler
Bilindiği gibi, neoplastik hastalıklar, hastalığa yol açan çok hızlı bir şekilde üreyen malign hücrelerin oluşumuna yol açan genetik mutasyonlardan kaynaklanmaktadır.
Bununla birlikte, aynı genetik mutasyonla aynı tümörün, farklı şekillerde ve bir bireyden diğerine farklı şekillerde gelişebileceğini gördük (örneğin, bir bireyde doyurucu bir form, diğerinde ise kronik). Araştırmacılar, patolojiyi tezahür ettirmenin bu farklı yolunun epigenetiğin altında yatan olgular tarafından düzenlendiğine inanıyorlar.
Özellikle, birçok tümör formunda, hastalığın başlangıcına yol açan epigenetik mekanizmaların kesin olarak DNA ve histonların metilasyonu ve asetilasyonuna dayandığı gözlenmiştir ("Epigenetic Signals" paragrafına bakınız).
Bu alandaki araştırmalar, halen deneme aşamasında olan ve bu epigenetik mekanizmaların seviyesinde hareket edebilen ve bunlar üzerinde belirli bir kontrol uygulayabilen moleküllerin sentezlenmesine yol açmıştır.
Tabii ki, doğrudan DNA'ya etki etmeyerek - bu nedenle tümörün kendisine neden olan genetik mutasyona etki etmeyerek - bu potansiyel ilaçlar kesin değildir, ancak neoplastik patolojinin ilerlemesini yavaşlatabilir veya durdurabilir ve aynı zamanda dozlarda düşüşe izin verebilir Uygulanan antitümör kemoterapileri, yaşam perspektifini uzatabilecekleri için hastanın yaşam kalitesini önemli ölçüde arttırmıştır.
Bununla birlikte, epigenetiğin mekanizmaları yalnızca kanser hastalıklarının gelişimine dahil değildir ve bu zamana kadar elde edilen bilgiler, hastalıkların tedavisi için giderek artan etkili ve spesifik ilaçların sentezi için yeni ve faydalı fikirler sağlayabilir. henüz hedefli terapiler yok.
