Biologisk ur
Det biologiske ur er en molekylær mekanisme der regulerer døgnrytmen hos de levende organismer. Mekanismen består af en række gener og deres genprodukter, proteiner, der indgår i et komplekst mønster af vekselvirkninger med bl.a. melatonin, andre hormoner og ydre lyspåvirkninger. For nylig er det også påvist at døgnrytmen kan ændres ved fysisk aktivitet.[1]
Kronobiologerne Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash og Michael W. Young er i 2017 blevet tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin for deres opdagelser af molekylære mekanismer, der kontrollerer det biologiske ur.[2][3]
Gener og proteiner
redigérI bananfluen:
- period genet, koder for PER proteinet, der virker som feedback hæmmer af period genet over en 24-timers periode.
- timeless genet, koder for TIM proteinet, der binder sig til PER proteinet og danner en aktiv feedback hæmmer af transkriptionsfaktorerne CLOCK/CYCLE for period og timeless generne, hvilket resulterer et lavere niveau af PER og TIM proteinerne.
- CRY, cryptochrome er et lysfølsomt protein, der i lys hæmmer TIM proteinet.
- DBT, doubletime er et protein, der phosforylerer PER proteinet og medfører nedbrydning.
I pattedyr:
- tre PER proteiner, PER1, PER2 og PER3 forbinder sig med et af CRY proteinerne, CRY1 eller CRY2 til komplekset PER/CRY, der phosforyleres af CK1 epsilon, casein kinase 1 epsilon i cellekernen og hæmmer CLK/BMAL1, transkriptionsfaktoren for PER og CRYs promotorer.
Funktioner
redigérMange biologiske funktioner i de multicellulære organismer kontrolleres eller påvirkes af det biologiske ur. Det sker på det molekylære plan gennem aktivering eller hæmning af gener, hvis genprodukter er vigtige komponenter i organismernes funktion som f.eks. søvn, blodtryk, aktivitetsniveau, hormonniveau, kropstemperatur, immunfunktion og fordøjelse.