Epigenetik, kelimenin tam anlamıyla genetiğin üzerine bindirilmiş olanı ifade eder. Epigenetik süreçler, çevresel faktörlere sürekli maruz kalmanın hızla uyum sağlayan tepkileri nasıl şekillendirdiğini açıklar.
Bu adaptasyon süreçleri, özellikle hızla değişen bir ortamda tüm türlerin hayatta kalması için anahtardır. Bu bilim dalının özelliklerini öğrenmek istiyorsanız okumaya devam edin.
Genetik kalıtımın tamamı genler tarafından elde edilmez
Okuldan beri, göz rengi ve saç dokusu gibi özelliklerin kalıtsal olarak aktarılan DNA'nın protein kodlayan kısımları olan genler tarafından yönetildiğini öğreniyoruz, ancak bu sürecin yalnızca bir parçası.Gerçek şu ki, azotlu bazlar tarafından kodlanan genler, toplam DNA'nın yalnızca %1,5'ini oluşturuyor.
Kalan o devasa %98,5'e ne oluyor? Tabi tam olarak bilinmiyor. Bu kodlanmayan kısımlar, Deep Web'e benzer olarak kabul edilebilir. Bir benzetme yaparak, burada yer alan bilgilere geleneksel bir tarayıcı kullanılarak erişilemez.
Epigenom da kalıtsaldır
Şimdiye kadar proteinleri kodlamayan, ancak gen düzenleme işlemlerinin hedefi olan diziler biliniyordu. Böylece, bu kodlamayan dizilerin "işaretlenebileceği" ve bu işaretlerin gen ifadesini yöneten bir sistem oluşturduğu açıklanmıştır. Bu, epigenom olarak adlandırılan şeydir.
Epigenetik, kromozomlara veya histonlara eklenen, genleri açan veya kapatan kimyasal etiketler veya işaretler aracılığıyla çalışır.
Ortaya çıkan yeni fenotip, hücre bölünmesinde bir hücreden yavru hücrelere aktarılır, ancak aynı zamanda bir canlıdan yavrularına da kalıtılır. Bu özellikler birkaç nesil boyunca korunabilir. İşte hayvanlar alemindeki bazı epigenetik değişim örnekleri.
Su piresinin savunma kabuğu
Tatlı su pireleri, Daphnia adı verilen planktonik kabuklular cinsine aittir. Bu küçükler, yırtıcıları tarafından üretilen kimyasalları onlar etraftayken tespit edebilir.
Böylece bu tehdidi algıladığında bir tür savunma duvarı oluşur. Spesifik olarak, hayvan, kabuğun mimarisinde, prokütikülün kalınlığını ve sertliğini artıran değişikliklere uğrar.
Ayrıca, bu omurgasızlar ayrıca her yırtıcı hayvanın avlanma stratejisine uyum sağlayan daha sofistike değişiklikler gösterir. Örneğin D. pulex, cüce hayalet Chaoborus (Diptera) larvalarının tutuşuna karşı koyan "dişler" geliştirir.
Aksine, yırtıcı Notonecta glauca'nın varlığında, Dapnia longicephala türü yırtıcı hayvanın burnuna girmesini engelleyen tepeler geliştirir. Su piresinin bu dönüşümleri epigenetikten kaynaklanmaktadır.
Harika olduğu kadar, daha da çarpıcı olanı, yavrularının da bu tür miğferlerle doğacak olması ve çoğu zaman bu fenomen torunlarında bile devam ediyor. Böylece savunma nesiller arasında miras kalır.
Epigenetik ve iklim değişikliğine uyum
2016'da Kanadalı bilim adamları, güney St. Lawrence Körfezi'nde yaşayan kaykay balığı (Leucoraja ocellata) popülasyonunun daha sıcak sulara tepki olarak küçüldüğünü gösterdi. Diğer popülasyonlara kıyasla vücut boyutlarını %45 oranında küçülttüler.
Bilim adamları, bu patenlerin körfezdeki diğer bölgelere göre yaklaşık 10°C daha sıcak olan ılık su sıcaklıklarına uyum sağladığını bildirdi.Bu önemli bir adaptasyon çünkü okyanus ısındığında oksijen içeriği azalarak daha büyük balıkların yeterince oksijen almasını zorlaştırıyor.
Çalışma, vücut büyüklüğündeki değişikliğe ek olarak fizyolojik süreçlerle ilişkili diğerlerini yansıtan genlerinin ifadesinde 3653 değişiklik tespit etti. Tespit edilen epigenetik varyasyonlar dışında, gen dizilimi başka bir Atlantik pateni popülasyonununkiyle aynıydı.
Böcek ilaçlarının ürettiği epigenetik değişikliklerin incelenmesi
Böcek ilaçlarına maruz kalma, herhangi bir direnç mekanizması olmadan hayatta kalamayacakları için böcek türleri üzerinde güçlü bir baskı oluşturur. Böcek ilaçlarının vektör ve haşere kontrol programlarında kullanılması halk sağlığı nedenleriyle ve endüstriyel tarımda kaçınılmazdır.
Kanıtlar, bilinen direnç mekanizmalarına ek olarak epigenetik süreçlerin de önemli bir rol oynayabileceğini gösteriyor.İnsektisit maruziyetine yanıt olarak DNA'daki epigenetik değişiklikler, erken adaptasyonu artırmak için hassas bir etki modu yaratabilir. Bu nedenle yoğun bir bilimsel araştırma alanıdır.
