Polimorfizm Nedir ve Genetik Polimorfizm
Poli ve morfizmos kelimelerinden oluşan polimorfizm, eski Yunanca’da "çok şekillilik” anlamı taşıyan bir sözcüktür.
Genetik polimorfizm, bir popülasyonda, farklı allellere bağlı olarak, genetik olarak belirlenmiş iki ya da daha çok alternatif fenotipin görülmesidir.
Popülasyon genetikçileri, bir gen lokusu için, nadir alleller en az %1 frekansına sahip ve bu alleller için heterozigotlar en az %2 oranında görülürlerse polimorfık olarak tanımlarlar. Popülasyon genetiği açısından belli bir frekansa gereksinim olmasına karşın, moleküler biyoloji açısından, frekansın önemi olmayıp, bir ailede dahi görülen varyant, polimorfık olarak adlandırılmaktadır.
Polimorfızmler, türlerin bulundukları ortama adaptasyonlarını kolaylaştırarak, evrimsel süreçte ayakta kalabilmelerine olanak verir.
Polimorfizm, tüm birey düzeyinde (fenotip), proteinlerin ve kan grubu bileşiklerinin varyant formlarında (biyokimyasal polimorfizm), kromozomların morfolojik Œzelliklerinde (kromozomal polimorfizm) ya da DNA düzeyinde nükleotid farklılıkları (DNA polimorfizmi) şeklinde gelebilir.
Tek Nükleotid Polimorfizmi (SNP)
Adından da anlaşılacağı gibi bu polimorfizm tipinden tek bir nükleotid sorumludur. SNP’lerin çoğu, tek bir nükleotidin bir başka nükleotidle yer değiştirmesi şeklindedir. Ancak SNP tanımı, tek bir nükleotidin insersiyon ya da delesyonunu da içerir (Basit Indel Delesyonları). Bazı SNP’ler ise kesim belgelerinde değişimlere yol açar (Kesim Belge Polimorfizmleri, RSP: Restriction Side Polymorphism). İnsan genomunun yaklaşık %1,5’i, kodlayan DNA dizileri i„erir ve SNP’lerin „oğu intron ve intergenik diziler gibi kodlama yapmayan DNA bŒlgelerinde şekillenir
Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR)
Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), ilgilenilen spesifik DNA dizilerinin, iki oligonükleotid primeri kullanılarak enzimatik olarak sentezlendiği bir in-vitro moleküler biyoloji tekniğidir. PCR ile insan genomik DNA’sı gibi kompleks DNA kalıplarından spesifik DNA bŒlgelerinin sentezinin birka„ saat i„inde ger„ekleştirilmesi ve çok az miktarda DNA ile „alışmaya olanak sağlaması, bu teknolojinin yaygınlaşmasında başlıca neden olmuştur. YŒntem 1983 yılında Kary Mullis tarafından keşfedilmiş ve Mullis, bu keşfinden dolayı kimya dalında Nobel Œdülünü kazanmıştır (Mullis KB. ve Faloona FA., 1987).
Günümüzde polimeraz zincir reaksiyonu, kalıtımsal hastalıkların saptanması, bulaşıcı hastalıkların tanısı, doku transplantasyonu için doku tipinin belirlenmesi, adli tıp örneklerinin genetik tiplendirilmesi (analık-babalık tayini), tarım (tohum saflığının belirlenmesi), sistematik ve evrim çalışmaları (doğadaki çeşitli canlı türlerinin tanısı, türler arasındaki polimorfızmin belirlenmesi) ve DNA computing (silikon kökenli bilgisayar teknolojileri yerine DNA molekülü ve moleküler biyoloji yöntemleri kullanılarak yapılan bir hesaplama türü) gibi oldukça geniş bir alanda kullanılmaktadır.
Yöntemin temeli, çoğaltılmak istenilen bölgenin iki ucuna özgü, bu bölgedeki baz dizilerine tamamlayıcı olan, bir çift sentetik oligonükleotid primeri kullanılarak, bu iki primerin 5' uçları ile sınırlandırılmış olan bölgenin enzimatik olarak sentezlenmesine dayanır. Oligonükleotid primerler, kalıp DNA molekülü yüksek sıcaklık derecelerinde denatüre edildikten sonra, tek iplikli DNA molekülleri üzerinde kendilerine tamamlayıcı olan bölgelerle birleşirler. Bir PCR döngüsü sırasıyla, DNA çift zincirinin yüksek sıcaklıkta birbirinden ayrılması (denaturation), sentetik oligonükleotid primerlerin hedef DNA bölgesine bağlanması (annealing) ve primerlerin yeni DNA zincirini oluşturacak şekilde uzaması (extension) aşamalarından meydana gelir. Ardı ardına tekrarlanan denatürasyon, primerlerin bağlanması ve uzama evreleriyle DNA fragmentleri üssel olarak artar. Böylece, 20 döngülük bir PCR sonucunda tek bir hedef diziden yaklaşık bir milyon kopya (220) oluşturulur. Bu üssel artışın nedeni, bir döngü sonucu sentezlenen ürünün, ardışık döngüde diğer primer için kalıp görevi yapmasıdır. Böylece her PCR döngüsü DNA molekülü üzerinde istenilen bölgenin iki katına çıkması ile sonuçlanır. PCR boyunca biriken ürünlerin boyu iki primerin boyu ve hedef DNA bölgeleri arasındaki mesafelerin toplamı kadardır.
Bir PCR döngüsü için gerekli olan beş ana bileşen vardır:
1. Çoğaltılmak istenen DNA fragmentini (tek bir gen, genin bir bölümü ya da DNA’daki kodlamayan bir dizi) içeren kalıp DNA
2. Çoğaltılacak bölgenin başlangıç ve bitiş bölgesini belirleyecek olan iki adet oligonükleotid primeri
3. Taq Polimeraz ya da başka bir ısıya dayanıklı polimeraz enzimi
4. DNA polimerazın kalıp DNA’dan sentezleyeceği yeni zincir için kullanacağı Deoksiribonükleotid-trifosfatlar (dNTP)
5. Kullanılan DNA polimeraz için uygun bir kimyasal çevre sağlayacak olan tampon karışımı
Glioma (Astrositik Tümörler)
Astrositik beyin tümörleri, morfolojik karakteristiklerine, CNS içindeki lokasyonuna, büyüme potansiyeline, invazyon genişliği ve ilerleme yönüne, yaş ve cinsiyet dağılımlarına göre farklı neoplazmaların geniş bir aralığını kapsar. Astrositomlarda ciddi kromozomal bozukluklar olduğu kaydedilmiştir. Astrositik tümörlerin %40’ında p53 geni mutasyonu rapor edilmiş ve özellikle genç yetişkinlerde çocuklardan daha fazla oranda görülmüştür. pl6 geninin her iki kopyasının delesyonu ve yeniden düzenlenmeleri ileri safhalardaki astrositomlarda yaygındır. 10’ncu kromozom delesyonları da yine ileri safhadaki astrositomlarda görülür (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Oligodendrioglioma
Oligodendrioglioma tipik olarak serebrumda oluşur ve yetişkinlerde, çocuklardan daha çok, kadınlarda ise erkeklerden daha yaygın görülür. Bu tümörler serebrospinal sıvı yolu ile metastaz yapar ve prognozu ve hayatta kalım oranı diğer gliomlara göre genel olarak daha iyidir. Oligodendriogliomlar, kromozom1, 9, 19, ve 22’de karakteristik bölge kayıpları sergiler. Bu tümörlerde pl6 geninde homozigot delesyon, 10’ncu kromozomda heterozigotluk kaybı ve epidermal growth faktörde de amplifikasyonlar görülür (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Ganglioma
Gangliomlar sadece cerrahi müdahale ile büyük oranda tedavi edilirler. CNS gangliomları çocuklarda yetişkinlerden daha sık görülür. Fakat, cinsiyet ya da etnik farklılık insidansı etkilemez. Çoğu olgular 30 yaş altı bireylerde görülür. TSC2 (Tuberous Sclerosis 2) geninde görülen mutasyon bireyde sporadik gangliomların oluşumuna zemin hazırlayabilir. Ayrıca kromozom 7 ve 9’daki genetik değişimler bu tümörlerle ilgilidir (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Medullablastoma
Medullablastomlar tüm beyin tümörleri arasında %3-5 iken çocukluk çağı beyin tümörlerinde %25 oranında görülür. Yetişkinlerde de görülür ancak 3-8 yaş arası çocuklarda görüldüğü kadar değildir. Bu tümörler ile ilgili delesyonlar 17p’de ve daha az sıklıkla 2p, 6q, 10q, 1 İp ve 16q’dadır.
Ependioma Nedir
Ependiomlar özellikle 20 yaştan daha küçük çocuklarda görülür. 3 yaş öncesi çocukluk çağında %30 oranında görülür ve çocukluk dönemi ependiomlar yetişkinlik dönemindeki ependiomlardan daha agresiftir.
Menengioma
Meninkslerin iyi huylu tümörleri tüm beyin tümörlerinin %10-20 kadarıdır. Menengiomlar adaletli bir yaş dağılımına sahiptir. Orta yaş grubunda pik yapar. Ancak çocuklarda çok nadir görülür (%2’den daha az). Menengiomlar kadınlarda erkeklerden 2 kat daha sık görülür. Büyük oranda kromozom 1 üzerindeki delesyonlar ile ilgilidir.
Daha az oranda 6q, 9q ve 17p kromozomlarında delesyonlar ve p53 genindeki mutasyonlar ile ilgilidir.
Schwanom
Schwanomlar tipik olarak kafatası ile ilgili sinirlerin tümörleridir ve primer beyin tümörlerinin %8’ni oluşturur. Bu tümörler kadınlarda erkeklerden iki kat daha fazla yaygındır ve çoğunlukla orta yaşlı hastalarda görülürler. Birkaç schwanomada İp kromozomunda kayıplar, 1 lq kromozomunda ise kazanımlar saptanmıştır(Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Chordoma
Nadir görülen neoplazmlardır. 30 ve 50’1İ yaşlardaki hastalarda baskın görülür ve erkeklerde baskınlığı azalır. Bu tümörlerin genetik araştırmaları azdır. Bununla birlikte bazı çalışmalarda tümör baskılayıcı genlerde ya da genlerdeki hata onarımında dengesizlik olduğu görülmüştür(Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
Primer Beyin Tümörleri
Beyin tümörleri tüm kanserler (%1.4) ve kanserle ilgili ölümler (%2.4) arasında çok küçük bir paya sahiptir. Bununla birlikte bu tümörlerin çoğu ölümcül olup, ölümcül olmayanları da beyin fonksiyonlarına zarar verdiğinden günlük yaşamı kötü şekilde etkilemektedir. Amerikan Kanser Birliği’nin (The American Cancer Society (2006)) bir araştırmasına göre, 18,820 bireye malign beyin tümörü tanısı konmuş ve bu bireylerin 12,820 aynı yıl beyin tümörü dolayısıyla ölmüştür. Beyin tümörleri genel kanser nedeniyle ölümler arasında 10. sırada yer alırken 20-39 yaş arası kadınlarda 5. sırada yer almaktadır. Ayrıca 20 yaş altı gençlerde ölüm nedeni olarak beyin tümörleri lösemiden sonra 2. sırada yer almaktadır (Jemal ve ark., 2005).
Yüksek ölüm oranı nedeniyle özellikle glioblastoma tanısı konmuş hastalar arasında beyin tümörleri önemli bir ölüm sebebidir ve bu durum etiyolojisinin anlaşılmasındaki ilgiyi daha da pekiştirmektedir. Epidemiyolojik çalışmaları güçlendirmek mümkündür. Birincisi, beyin tümörü tipleri ile demografik karakteristiklerine göre, beyin tümörünün insidans ve mortalitesinin tanımlayıcı çalışmalarını yapmak (örneğin, yaş, cinsiyet ve coğrafik özellikler gibi). İkincisi, beyin tümörü olan insanların özelliklerini belirlemek ve sağlıklı bireylerin özelliklerini analitik olarak karşılaştırmaktır. Ayrıca, epidemiyolojik analizler beyin tümörlerinin moleküler olarak sınıflandırılması, hastalığın oluşum sürecindeki genetik rolün daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Primer Beyin Tümörünün Epidemiyolojisi
Amerikada beyin tümörleri verileri üzerine oluşturulmuş iki büyük program vardır. İlki National Cancer Enstitute’ nün bir programı olan Surveillance Epidemiolgy and End Results (SEER, http://seer.cancer.gov), ikincisi ise Central Brain Tumor Registry of the United State (CBTRUS, http://cbtrus.org) programıdır. Her iki kuruluşta farklı veri tipleri ile önemlilik arz etmektedir. SEER programı malign primer beyin tümörleri üzerinde veriye sahipken, CBTRUS her iki türdeki yani hem malign hemde benign beyin tümörleri konusunda veri sahibidir. Her iki programda da Amerika’daki beyin tümörlerinin mortalite ve insidansına ulaşmak mümkündür.
İnsidansı
Yakın zamanda CBTRUS’ in yaptığı bir çalışmada (1998-2002 yılları arasında toplanan veriler) tüm primer malign ve benign beyin tümörleri ile merkezi sinir sistemi (Central Nervous System, CNS) tümörleri yılda 100,000 kişide 14,800 kişi de görülmüştür. Bu tablo daha detaylı incelendiğinde yılda 100,000 kişide 7438’ ine malign beyin tümörü tanısı konumuştur. SEER programının yakın zamandaki bir raporuna göre ise (1994-2003 yılları arasında toplanmış veriler) yıllık primer malign beyin tümörü ve CNS tümörlerinin insidansı 100,000 kişide 6400 kişidir. Erkeklerde bu oran (7600 kişi), kadınlara göre (5300 kişi) daha yüksektir. CBTRUS programının pediatrik beyin tümörleri için veri tabanları da oldukça geniştir. 0-19 yaş arası çocuklar için primer malign ve benign beyin tümörleri ile CNS beyin tümörlerinin insidansı yılda 100,000 kişi de 4280 kişidir. Aynı şekilde erkekler arasında (yılda 4490 kişi) kadınlara göre (4040 kişi) da yaygındır (Sawaya R. ve Alfred Yung WK, 2007).
