Vuorokausioskillaattori

Vuorokausioskillaattori tai endogeeninen kello on luonteeltaan epäselvien biologisten rytmien generaattori, joka on läsnä hypotalamuksen suprakiasmaattisessa ytimessä ja säätelee unen ja valveillaoloa. Vuorokausirytmien oskillaattoria useimmissa elävien organismien soluissa edustaa kellogeeniproteiinien kompleksi. Transkriptoimalla niiden geenit, joita he hallitsevat, tai suoraan, ne laukaisevat ja ylläpitävät monien toimintojen vuorokausirytmiä, mukaan lukien hormonien eritystä .

Ihmisen vuorokausioskillaattorin tärkeimmät ominaisuudet

Oskillaattorin viritysmekanismi

Vuorokausioskillaattoriproteiinien toiminnot

Kellogeenin proteiinien toiminnot heijastavat sekä keskus- ja perifeerisille vuorokausioskillaattorille yhteisiä ominaisuuksia että kudosspesifisiä ominaisuuksia. Perinteisesti ne voidaan jakaa seuraaviin ryhmiin:

  1. CO:n säätely kelloproteiinivuorovaikutusten kautta
  2. kudostilavuuden säätely solusyklin ja apoptoosin säätelyn kautta
  3. aineenvaihdunnan ja energian homeostaasi
  4. solun, kudoksen, elimen tai fysiologisen järjestelmän erityisominaisuuksien mukauttaminen ympäristövaikutusten vuorokausirytmeihin ja muihin rytmeihin

Circadian Oscillator Proteins

Ihmisillä 8 proteiinia osallistuu vuorokausirytmin muodostumiseen: PERIOD 1, 2 ja 3, CRYPTOCHROME 1 ja 2 sekä CLOCK, TIMELESS ja Bmal-1. Kellogeeniproteiinit muodostavat perheen, jota edustavat homologit kaikissa elävissä organismeissa, prokaryooteista ihmisiin. Ne muodostavat vuorokausirytmin (vuorokausirytmin) aktiivisuusrytmin ja niillä on useita muita toimintoja, jotka liittyvät toisiinsa, pääasiassa aineenvaihdunnan säätelyyn. Vuorokausikellomekanismin keskeistä elementtiä nisäkkäillä edustaa kaksi kellogeeniproteiinien paria, jotka muodostavat heterodimeerisiä komplekseja: PER (periodigeenistä) + CRY (kriptokromigeenistä) ja CLOCK (kellogeenistä) + BMAL1 ( aivojen ja lihasten Arnt-kaltaisesta geenistä). proteiini 1), jotka on liitetty toisiinsa +/- palautesilmukoilla. Samanaikaisesti CLOCK-BMAL1-dimeerin proteiinit (maksimipitoisuus pimeyden alkaessa) aktivoivat PER- ja CRY-proteiinien transkription ja translaation, jotka kertyessään vähentävät ensimmäisen dimeerin proteiinipitoisuutta. On tärkeää korostaa, että cAMP:llä on merkittävä rooli kellooskillaattorin säätelyssä, kuten värähtelevien HCN-kanavien tapauksessa.. Lisäksi kromatiinin uudelleenmuotoilussa ja kelloproteiinien transkription jälkeisessä säätelyssä on mukana laaja valikoima kofaktoreita, suorittamaan translaation jälkeistä modifikaatiotaan, ylläpitämään stabiilisuutta ja hallitsemaan niitä solunsisäinen kuljetus ja lokalisointi. Tätä monimutkaista solunsisäistä mekanismia kontrolloi joukko keskeisiä metabolisia entsyymejä (ensisijaisesti lipidejä ja hiilihydraatteja) sekä transkriptiotekijöitä ja kofaktoreja.[10]

Oskillaattorin toimintatyyppi

Aivojen pääkellossa hormonit (välittäjät) vasteena valolle laukaisevat ja tukevat Ca-aallon etenemistä SCN:n verkkokalvon sisääntulovyöhykkeen neuroneista efferenttien aksonien lähtöalueelle, mikä edistää erilaisten neuropeptidien ja välittäjien kompleksien peräkkäinen eksosytoosi sekä vartiogeenien Ca-riippuvainen transkriptio. Maksassa glukokortikosteroidit, jotka aktivoivat aineenvaihdunnan kannalta tärkeiden geenien transkription, epäsuorasti "pakottavat" vuorokausirytmin koko elimen transkriptioon. Munuaisissa kuvataan aldosteronin ja Per-proteiinin rinnakkaisvaikutuksia, jotka synkronoivat eri solujen toimintoja ja elimen solunsisäisiä rakenteita.

Kirjallisuus

  1. Biologiset rytmit: 2 osassa / Toim. Y. Ashoff. -M.: Mir, 1984
  2. biologiset rytmit. Yu. A. Romanov, S. A. Chepurnov ja muut - M .: Nauka, 1980
  3. biologiset rytmit. Tieteellisen konferenssin tiivistelmät biologisten rytmien ongelmasta ja niiden merkityksestä ihmisen fysiologiassa ja patologiassa
  4. Hypotalamus-aivolisäke-lisämunuaisen järjestelmän biologiset rytmit eläimillä ja ihmisillä normaaleissa ja patologisissa olosuhteissa./Toim. Yu. A. Romanov ja V. A. Tabolin. M., 1975
  5. Aaron Avivi, Urs Albrecht, Henric Oster. Biologinen kello täydellisessä pimeydessä: sokean maanalaisen myyrärotan Clock/Mop3 vuorokausijärjestelmä
  6. L. P. Shaerman, S. Sriram. Vuorovaikutuksessa olevat molekyylisilmukat nisäkkään vuorokausikellossa
  7. Chernysheva MP Kehon hormonaalisen järjestelmän spatiaalinen ja ajallinen rakenne // Neuroendokrinologian perusteet. Ed. V. G. Chalyapina, P. D. Shabanov). Pietari: Elbi-SPb. - 2005.-S. 366-407.
  8. Chernysheva MP Elävien organismien aikaprosessien erityispiirteistä / la. "Ihminen käsitteellisten aikojen avaruudessa". Ed. V. S. Churakova.- Novocherkassk: NOC.- 2008a.- P. 94-101.
  9. Chernysheva M.P. Ajan aktiivisista ominaisuuksista elävissä järjestelmissä//"Aika ja tähdet": N.A. Kozyrevin 100-vuotisjuhlaan. Ed. L. S. Shikhobalov. - Pietari: Nestor-historia. 2008b.- S. 545-555.
  10. Chernysheva MP Solumolekyyliset oskillaattorit ja ajan havainto//Chronos ja Tempus (Luonnollinen ja sosiaalinen aika: filosofiset, teoreettiset ja käytännön näkökohdat): la. Proceedings / Toim. V. S. Churakova (sarja LIBRARY OF TIME. Issue 6) - Novocherkassk: NOC, 2009. - 356 s. - (s. 161-173).