Mutasyon Nedir? Nasıl Kanserleşmeye Neden Olur?

Mutasyonlar DNA dizisindeki ani değişikliklerle ortaya çıkan genetik farklılıklardır. Bazen kendiliğinden oluşsa da çevresel faktörler özellikle kimyasallar ve radyasyon bu süreci hızlandırabilir. Kanserin temel nedeni olan bu değişiklikler hücre bölünmesini kontrol eden genleri bozarak tümör gelişimine zemin hazırlar. Özellikle onkogenler ve tümör baskılayıcı genlerdeki mutasyonlar hücrelerin kontrolsüz bölünmesine yol açar. Ayrıca bu süreçte hücrelerin doğal ölüm mekanizmalarından kaçmaları da yaygın bir durumdur. Zamanla biriken mutasyonlar hücrelerin çevre dokulara yayılmasına ve kansere dönüşmesine neden olarak tehlikeli sonuçlara yol açabilir.

Genetik Mutasyon Nedir?

Genetik mutasyon bir organizmanın DNA dizisinde meydana gelen değişiklikleri ifade eder. DNA nükleotidlerden oluşan bir yapı taşına sahiptir ve bu nükleotidlerde meydana gelen değişimler genetik mutasyonlara yol açar. Çeşitli türleri bulunan mutasyonlar bir nükleotidin diğer bir nükleotid ile yer değiştirmesi eklenmesi veya çıkarılması şeklinde olabilir. Ayrıca daha büyük çaplı değişiklikler de kromozomal yeniden düzenlemelere yol açarak ciddi genetik bozukluklar oluşturabilir.

Mutasyonlar genellikle DNA replikasyonu sırasında yani DNA’nın kendini kopyalarken yaptığı hatalar sonucu ortaya çıkar. Bunun yanı sıra radyasyon kimyasallar ve viral enfeksiyonlar gibi çevresel faktörler de mutasyon oluşumuna neden olur. Hücreler DNA onarım mekanizmalarıyla mutasyonları düzeltmeye çalışsa da bazı mutasyonlar onarılamadan kalır.

Genetik mutasyonlar şu türlerde sınıflandırılabilir:

• Nokta Mutasyonları: Tek bir nükleotidin değişmesiyle oluşur ve proteinin işlevini değiştirebilir veya değiştirmeyebilir.
• Çerçeve Kayması Mutasyonları: Nükleotid ekleme veya çıkarma sonucu oluşur ve genin okuma çerçevesini bozarak genellikle işlevsiz proteinler oluşturur.
• Kromozomal Mutasyonlar: Kromozomların büyük bölümlerinde meydana gelen değişikliklerdir ve daha ciddi genetik sorunlara yol açabilir.

Mutasyonlar Hücrelerde Nasıl Meydana Gelir?

Mutasyonlar hücrelerde çeşitli mekanizmalar yoluyla oluşur. Bu mekanizmalar DNA replikasyonu sırasında yapılan hatalar çevresel faktörlerin etkisi ve kalıtsal faktörler olarak üç ana başlıkta incelenebilir.

• DNA Replikasyonu Sırasındaki Hatalar: Hücre bölünmesi sırasında DNA kendini kopyalarken bazen hatalar yapabilir. Yanlış eşleşen eklenen veya eksilen nükleotidler bu hataların başlıca nedenleridir. Hücrenin onarım sistemleri bu hataları düzeltemediğinde ise bu hatalar kalıcı mutasyonlara dönüşebilir. Hücreler bölündükçe bu mutasyonlar birikerek hücre büyümesini düzenleyen genlerde kansere yol açabilir.
• Çevresel Faktörler: Mutajen olarak adlandırılan bazı çevresel etkenler de DNA’ya zarar verebilir. Örneğin UV radyasyonu DNA zincirindeki timin bazlarının birbirine bağlanmasına neden olarak DNA yapısını bozar. Ayrıca sigara dumanında bulunan bazı kimyasallar da DNA’da baz değişikliklerine veya kırılmalara sebep olabilir. Bu tür hasarlar zamanla birikerek kanser gibi hastalıkların ortaya çıkmasına zemin hazırlayabilir.
• Kalıtsal Mutasyonlar: Germ hattı mutasyonları üreme hücrelerinde (yumurta veya sperm) meydana gelir ve ebeveynlerden yavrulara geçebilir. Bu mutasyonlar yavruların tüm hücrelerinde bulunur ve kalıtsal hastalıklara neden olabilir. Örneğin BRCA1 veya BRCA2 gibi mutasyonlar kalıtsal kanser türleri arasında yer alır ve meme kanseri riskini artırabilir.

Mutasyonlar Proteinleri ve Hücre Fonksiyonunu Nasıl Etkiler?

Mutasyonlar DNA dizisindeki değişiklikler yoluyla protein sentezini doğrudan etkiler ve hücre fonksiyonlarını bozabilir. Genetik mutasyonların protein üretimini değiştiren ve hücre işlevselliğini zayıflatan üç temel türü bulunmaktadır:

• Anlamsal Mutasyonlar: Tek bir nükleotidin değişmesiyle ortaya çıkar ve proteindeki bir amino asidi başka bir amino asitle değiştirir. Bu mutasyonun etkisi yeni amino asidin özelliklerine bağlı olarak değişir. Eğer yeni amino asit orijinaliyle benzer özelliklere sahipse protein fonksiyonunu koruyabilir. Ancak amino asit değişimi önemli bir bölgeyi etkilediğinde protein işlevsiz hale gelebilir veya aktivitesini kaybedebilir. Bu tür mutasyonlar orak hücre anemisi ve kistik fibroz gibi hastalıklara sebep olabilir.
• Anlamsız Mutasyonlar: Tek bir nükleotidin değişimi sonucu normal bir kodon durdurma kodonuna dönüşerek protein sentezini erken sonlandırır. Bu durum genellikle işlevsiz olan kısalmış bir proteinle sonuçlanır. Eğer anlamsız mutasyon kodlama dizisinin başlarında meydana gelirse ortaya çıkan protein eksik olur ve ciddi hücresel işlev bozukluğuna yol açabilir. Duchenne kas distrofisi ve bazı kanser türleri anlamsız mutasyonlarla ilişkilidir.
• Çerçeve Kayması Mutasyonları: Genetik kodun okuma çerçevesini kaydırarak protein dizisini tamamen bozan nükleotid ekleme veya silinmeleriyle oluşur. Kodonlar üçlü gruplar halinde okunduğu için bu kayma sonucunda yanlış amino asitler eklenir veya erken durdurma kodonu meydana gelir. Bu mutasyonlar Crohn hastalığı ve bazı kanser türleri gibi hastalıklarla bağlantılıdır.

Mutasyonlar Kansere Nasıl Yol Açar?

Mutasyonlar kanserin oluşum sürecinde kritik bir rol oynar ve genellikle hücre büyümesi ile bölünmesini kontrol eden genlerde meydana gelir. Bu mutasyonlar özellikle onkogenler ve tümör baskılayıcı genlerde ortaya çıktığında hücrelerin kontrolsüz bir şekilde çoğalmasına yol açabilir. Bu süreçte mutasyonların kanserleşmeye etkileri aşağıdaki gibidir:

Onkogenler: Normal koşullarda proto-onkogenler hücre büyümesini düzenleyen bir “gaz pedalı” görevi üstlenir. Ancak mutasyon sonucu proto-onkogen sürekli aktif olan bir onkogene dönüşür. Bu hücre büyümesini kontrolsüz şekilde artırır ve kanserin başlangıcına yol açar. Onkogenlerin aşırı aktif hale gelmesi genellikle nokta mutasyonları gen duplikasyonları ya da kromozomal değişikliklerle gerçekleşir.

Tümör Baskılayıcı Genler: Hücre bölünmesini yavaşlatan ya da hücre ölümünü başlatan bu genler hücrenin “freni” gibi işlev görür. Ancak iki kopyasının mutasyona uğraması durumunda hücre bölünmesi üzerindeki bu fren etkisi kaybolur. Bu durum hücrelerin kontrolsüz bir şekilde bölünmesine ve kanser oluşumuna zemin hazırlar. Tümör baskılayıcı genlerden p53 hücre döngüsünü düzenlemesiyle bilinir ancak mutasyona uğradığında kanser gelişimini teşvik eder.

Yaygın Kanser Yapan Mutasyonlar Nelerdir?

Yaygın kanser yapıcı mutasyonlar hücre döngüsü kontrolü DNA onarımı ve apoptoz gibi kritik süreçlerin düzenini bozarak kanserin gelişmesine zemin hazırlar. Bu mutasyonların temel örnekleri arasında BRCA1 BRCA2 ve TP53 genlerindeki değişiklikler yer alır.

BRCA1 ve BRCA2 Mutasyonları: BRCA1 ve BRCA2 genlerinde meydana gelen mutasyonlar DNA’daki çift sarmallı kırılmaların onarılmasını sağlayan homolog rekombinasyon sürecine zarar verir. Böylece DNA hasarlarının birikmesiyle genomik istikrarsızlık artar. Bu genlerdeki mutasyonlar özellikle meme ve yumurtalık kanserleriyle ilişkilidir. BRCA1 mutasyonları genellikle üçlü negatif meme kanserleriyle bağlantılıyken BRCA2 mutasyonları daha çok hormon reseptör pozitif tümörlerde görülür. Her iki gen de TP53 mutasyonlarıyla birlikte ortaya çıkarak yüksek dereceli seröz yumurtalık kanserlerine yol açabilir.

TP53 Mutasyonları: Hücre döngüsünün ve DNA onarım süreçlerinin düzenlenmesinde görev yapan TP53 geni p53 proteinini kodlar. Bu protein DNA hasarlı hücrelerin çoğalmasını önlerken DNA onarımını veya apoptozu uyarır. TP53 mutasyonları bu işlevleri bozar ve hasarlı DNA’lı hücrelerin kontrolsüz şekilde bölünmesine yol açar. Özellikle meme yumurtalık akciğer ve kolorektal kanserlerde yaygın olan TP53 mutasyonları yüksek dereceli seröz yumurtalık kanserlerinde sıklıkla BRCA1 mutasyonlarıyla birlikte görülür. Bu iki mutasyon kombinasyonu kanserin hızla gelişmesine ve yayılmasına katkıda bulunur.

Tüm Mutasyonlar Önlenebilir ya da Tedavi Edilebilir mi?

Tüm mutasyonlar yaşlanma ve çevresel faktörlerle bağlantılı olarak kaçınılmaz biyolojik süreçler nedeniyle tamamen önlenemez veya tedavi edilemez. Yaşlanma süreci vücudun DNA onarım mekanizmalarının verimliliğini zamanla azaltır ve bu da mutasyonların birikmesine yol açar. Bu birikim kansere neden olan mutasyonların doğal bir sonucu olarak ortaya çıkabilir. Bununla birlikte çevresel etkenlere bağlı bazı mutasyonlar önlenebilir.

Mutasyonları önlemede etkili olan bazı yaşam tarzı değişiklikleri şunlardır:

• Tütün dumanına maruziyetten kaçınmak
• UV radyasyonuna aşırı maruziyeti azaltmak
• Alkol tüketimini sınırlandırmak

Hassas tıptaki gelişmeler mutasyonları hedef alan tedavi seçeneklerini de artırır. Artık genetik testler tümörlerdeki belirli mutasyonları tanımlayarak kişiselleştirilmiş tedaviye imkan tanır. Özellikle meme kanseri ve akciğer kanserindeki bazı mutasyonlar için tasarlanmış tedaviler kanser tedavisinde önemli ilerlemeler sağlar. Bu yaklaşım hastalığın spesifik genetik profiline göre tedavi sunarak sonuçları iyileştirmeyi hedefler.

Öte yandan hassas tıp önleyici stratejilerde de büyük bir rol oynar. Kalıtsal mutasyonlar taşıyan kişiler taramaları artırmak veya önleyici bazı tedbirleri değerlendirmek yoluyla kanser riskini azaltabilir. Ancak yaşlanmaya bağlı mutasyonlar ve doğal biyolojik süreçlerin yol açtığı mutasyonlar önlenebilir nitelikte değildir. Bu tür mutasyonlar vücudun doğal işleyişiyle bağlantılı olduğundan tamamen kontrol altına alınamaz.

Sıkça Sorulan Sorular

Mutasyon nedir ve hücre düzeyinde nasıl oluşur?

Mutasyon, bir genin veya kromozomun DNA dizisinde kalıcı bir değişikliktir ve bu değişiklikler, DNA replikasyonu sırasında oluşan hatalardan veya radyasyon ve kimyasallar gibi çevresel faktörlere maruz kalmaktan kaynaklanabilir. Hücresel düzeyde, mutasyonlar DNA replikasyonu sırasında kendiliğinden meydana gelebilir veya DNA zincirlerini kırabilen iyonlaştırıcı radyasyon veya bazların kimyasal yapısını değiştiren deaminasyon kimyasalları gibi mutajenler tarafından tetiklenebilir. Bu değişiklikler, genetik kodu farklı şekilde etkileyebilen noktalar, eklemeler, silinmeler ve çoğaltmalar gibi çeşitli mutasyon türlerine yol açabilir. Örneğin nokta mutasyonları, tek bir nükleotid bazının yer değiştirmesini içerir ve bu da sessiz (amino asit değişikliği olmaz), yanlış (farklı bir amino asit) veya anlamsız (erken bir stop kodonu) olabilir. Mutasyonlar, genetik çeşitlilik ve evrimde önemli bir rol oynar, ancak normal gen işlevini bozarsa hastalıklara yol açabilir.

Genetik mutasyonlar kanser gelişimine nasıl yol açar?

Genetik mutasyonlar, normal hücre fonksiyonlarını bozarak kontrolsüz hücre büyümesine ve tümör oluşumuna yol açarak kanser gelişimine neden olabilir. TP53 gibi tümör baskılayıcı genlerdeki mutasyonlar, hücrenin bölünmeyi düzenleme ve DNA onarımını yapma yeteneğini bozar; TP53, tüm kanserlerin yaklaşık %35’inde mutasyona uğramıştır. KRAS gibi onkogenlerdeki mutasyonlar ise, kanserlerin yaklaşık %11’inde görülen aşırı aktifleşme ile hücre çoğalmasını hızlandırır. BRCA1 ve BRCA2 genlerindeki kalıtsal mutasyonlar, meme ve yumurtalık kanseri riskini önemli ölçüde artırır; bu mutasyonlara sahip kadınların yaklaşık %70’i, 80 yaşına kadar meme kanseri geliştirebilir. Ancak tüm kanserlerin yalnızca %12’si kalıtsal genetik değişikliklere bağlıdır, çoğunluğu çevresel faktörler veya rastgele DNA replikasyonu hatalarından kaynaklanır. Bu genetik değişiklikleri anlamak, hedeflenmiş kanser tedavileri ve önleyici stratejiler geliştirmek için çok önemlidir.

Çevresel faktörler mutasyon oluşumunu nasıl etkiler?

Çevresel faktörler, ultraviyole (UV) radyasyon, kimyasal mutajenler ve iyonlaştırıcı radyasyon gibi etkenlerle DNA hasarına yol açarak mutasyon oluşumuna neden olabilir. Örneğin UV ışınları, pürin dimmerlerinin oluşmasına sebep olarak C→T geçişlerine yol açar. Kimyasal mutajenler, polikiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH’lar) gibi maddeler, DNA ile adüksiyonlar oluşturup G→T transversiyonlarına neden olabilir. İyonlaştırıcı radyasyon, X-ışınları ve gama ışınları gibi, DNA’da çift sarmal kırılmalarına yol açarak çeşitli mutasyonlara yol açar. Ayrıca çevresel stresörler, DNA onarımıyla ilgili genlerin ekspresyonunu etkileyerek mutasyon hızlarını artırabilir. Genel olarak, çevresel faktörler, doğrudan DNA hasarı ve hücresel süreçlerin modülasyonu yoluyla mutasyon oluşumunu önemli ölçüde etkileyebilir.

Mutasyonların kansere dönüşme riskini azaltmak için ne yapılabilir?

Yaklaşık olarak kanserlerin %30-50’si yaşam tarzı değişiklikleriyle önlenebilir. Sigara içmek, küresel kanser ölümlerinin %20’sinden sorumludur. Aşırı kilo, kötü beslenme, fiziksel hareketsizlik ve alkol tüketimi kanser vakalarının %15-20’sini oluşturur. İnsan papillomavirüsü (HPV) ve hepatit B ve C gibi enfeksiyonlar, dünya genelinde kanserlerin yaklaşık %15’ine neden olmaktadır, bu oran düşük ve orta gelirli ülkelerde daha yüksektir. Ultraviyole (UV) ışınları, cilt kanseri vakalarının önemli bir kısmından sorumludur. Sigara bırakma, sağlıklı kiloyu koruma, düzenli egzersiz yapma, alkol tüketimini sınırlama, kanserle ilişkili enfeksiyonlara karşı aşı olma ve UV ışınlarından korunma gibi önleyici önlemler, kanser riskini önemli ölçüde azaltabilir.

Mutasyonları tespit etmek için hangi genetik testler kullanılır?

Genetik testler, çeşitli yöntemlerle mutasyonları tespit eder: Moleküler testler, genetik mutasyonları tanımlamak için DNA dizilerini analiz eder; kromozomal testler, büyük çaplı genetik değişiklikler için bütün kromozomları inceler; gen ekspresyon testleri, hangi genlerin aktif olduğunu değerlendirir; biyokimyasal testler ise protein seviyelerini veya enzim aktivitelerini ölçerek DNA değişikliklerini çıkarımlar. Bu testler, hastalıkları teşhis etmek, hastalık şiddetini belirlemek, tedavi kararlarını yönlendirmek, hastalık riskini değerlendirmek ve yenidoğanları tedavi edilebilir hastalıklar için taramak gibi birden çok amaçla kullanılır. Örneğin tek gen testleri belirli genlerdeki değişiklikleri doğrularken, gen panel testleri aynı anda birden fazla geni inceleyerek potansiyel genetik hastalıkları belirler. Ayrıca tüm eksom veya tüm genom dizilemesi, bireyin DNA’sının kapsamlı bölümlerini analiz ederek genetik varyasyonları tespit eder. Hangi testin seçileceği, şüphelenilen duruma ve buna bağlı genetik varyasyonlara göre değişir.

Doç. Dr. İsmail Sert

Doç.Dr.İsmail SERT, Ege Üniversitesi, Tıp fakültesi’nden mezun olduktan sonra Tepecik Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Genel Cerrahi kliniğinde uzmanlık eğitimini tamamladı. Uzmanlık Eğitimi sırasında 6 ay süreyle İsviçre, Cenevre Üniversitesi Hastanesi’ nde pankreas adacık hücre nakli, karaciğer nakli ve böbrek nakli, karaciğer pankreas cerrahisi konularında eğitim aldı.