Cum functioneaza ceasul biologic

Ritmul circardian a aparut ca o adaptare la schimbarile orelor de zi si a temperaturilor scazute, insa nici in zilele noastre nu intelegem pe deplin modul in care ceasul biologic functioneaza.

Un grup de oamenii de stiinta si-a propus sa identifice modul in care ceasul biologic isi exercita functiile analizand ritmul circardian al cianobacteriilor verzi-albastrui, scrie sciencedaily.com.

Studiu asupra ritmului cicardian al bacteriilor

Spirulina, un tip de cianobacterie, bogata in vitamine si minerale, este folosita frecvent drept colorant natural pentru alimente, in special in industria dulciurilor.

Cercetatorii au descoperit ca modul in care proteinele se deplaseaza, ora de ora de-a lungul unei zile, este esential pentru functia ceasului biologic al cianobacteriilor. "Acelasi lucru este valabil si pentru ceasul intern al eucariotelor," declara Dr. LiWang.

Ceasul intern al cianobacteriilor este unic, intrucat poate fi reconstituit in laborator in absenta celulelor vii.

Pentru a realiza acest studiu, cercetatorii au creat intr-un mediu controlat o solutie din aceste proteine si adenozin trifosfat (ATP) pentru a crea ceasul circadian al cianobacteriilor si a il observa pentru mai multe saptamani.

Ulterior, prin intermediul tehnologiei de spectroscopie cu rezonanta magnetica nucleara, oamenii de stiinta au analizat structura si dinamica moleculelor acestor proteine pentru a dobandi o perspectiva asupra functiilor lor.

"De asemenea, am examinat modul in care acestea se misca, se invart, se contracta, miscari elementare ale functiilor lor biologice," explica Dr. LiWang.

Examinarea functiilor biologice ale bacteriilor

In plus, cercetatorii au examinat functiile biologice ale bacteriilor si prin intermediul tehnologiei de cristalografie cu raze X, o tehnica puternica de imagistica pentru identificarea structurilor statice ale proteinelor in complexitatea lor, la nivel atomic si subatomic.

"A fost o mare supriza pentru noi sa observam miscarile interne ale proteinelor si modul in care ceasul lor cicardian dicteaza functiile lor interne. Structurile proteinelor identificate prin intermediul tehnologiei de cristalografie cu raze X au fost elementul cheie al cercetarii noastre, insa ne-au ajutat sa cunoastem numai o parte din intreaga poveste," adauga Dr. LiWang.

Ceasul circadian al cianobacteriilor nu este identic cu cel al organismelor animale sau umane, insa structura acestora este baza tuturor tipuri de ceas circarian, iar functiile generale ale proteinelor este similara.

"Desi proteinele ce alcatuiesc ritmul circadian au rolul de a masura trecerea timpului, exista cateva principii de baza ale timpului biologic pe care toate ceasurile biologice il au indiferent de tipul de proteine despre care vorbim.

Structura sistemului complex de proteine al ceasului circadian in cazul cianobacteriilor a furnizat perspective deosebit de importante asupra mecanicii ceasului biologic uman, insa pentru moment acestea sunt doar niste imagini statice al unui sistem complex ce se afla intr-o continua miscare si se schimba de la o ora la alta," conchide Dr. LiWang.