Co je základem biologických hodin?

18.4.2003
struktura kyseliny jasmonové

O tom, že lidé, mnoho dalších živočichů a do značné míry rostliny podléhají každodennímu rytmu, dnes nikdo nepochybuje. Prakticky všechna aktivita, od základních metabolických reakcí až po nejvyšší intelektuální projevy, je řízena takzvaným cirkadiánním rytmem, který za normálních podmínek má periodu 24 hodin. Vědělo se však už před 40 lety, že někteří pacienti s rakovinou a někteří velmi staří lidé byli postiženi jakýmsi nekontrolovaným posunem biologických hodin. Stejně tak se objevilo, že ztráta kostní a svalové hmoty u astronautů byla způsobena narušením jejich pravidelného denního rytmu . Do určité míry to platilo i o následcích časového posusnu při přeletu několika časových pásem. Už na začátku 60. let minulého století se přišlo na to, že tkáňové buňky, jimž byl vlastní 24hodinový cyklus, se zdržely o plné tři hodiny, byly-li kultivovány v těžké vodě (deuteriumoxidu). Teprve zcela nedávno však objevili James Morré a jeho žena Dorothy na Purdue University ve West Lafayette v Indiáně v USA, že buňky při růstu procházejí 12minutovými periodami zvětšování objemu a následného "odpočinku", lépe řečeno regulací dalších buněčných funkcí. Ukázalo se, že za tuto periodicitu odpovídá protein s janusovskou hlavou, tedy jakýmisi dvěma tvářemi, a že mezi těmito dvěma formami kmitá. Je pozoruhodné, že proteiny hrající úlohu ve světelném a teplotním rytmu byly už před několika lety objeveny například v plísni Neurospora crassa (označeny FRQ, a WC-1 a WC-2). Totéž platí o mušce drosofile čili octomilce. V savčích tkáních byla objevena řada faktorů působících na denní rytmus; některé hrají roli v promotorových vlastnostech genů, jiné v aktivaci transkripčních faktorů, další třeba v pohybové aktivitě celého organismu a v mnoha dalších činnostech. V rostlinách byly objeveny proteiny zvané kryptochromy, které hrají klíčovou úlohu v nastavení biologických hodin. Nedávný objev "dvouhlavého" proteinu však ukazuje s velkou pravděpodobností na roli univerzálního proteinu ve všech uvedených oblastech. Pin-Ju Chueh už izoloval gen kódující příslušný protein a byl schopen jej modifikovat tak, že periodu jeho aktivity bylo možno měnit od 22 do 42 minut. Je zajímavé, že "den " odpovídající této aktivitě byl vždy přesně 60násobek této periody, tedy 22?42 hodin. Protože však jde o protein stále se pohybující a nastavující jednu nebo druhou tvář, dosud (7. dubna 2003) se nepodařilo jej připravit v krystalické formě a určit jeho trojrozměrnou strukturu.

23.5.2016: Rostliny mění svou aktivitu během denního (cirkadiánního) cyklu možná více, než jsme se domnívali. Huseníček rolní (Arabidopsis thaliana) z čeledi brukvovitých zesiluje svůj imunitní systém za svítání. V té době uvolňuje spory rostlinám velmi nebezpečná houba Botrytis cinerea (plíseň šedá). Podle jihoafricko-britského vědeckého týmu z University of Cape Town a University of Warwick pod vedení Katherine J.Denby (UW) celý proces řídí jediná bílkovina zvaná jaz6 a rostlinné hormony ze skupiny jasmonátů, derivátů kyseliny jasmonové (struktura viz obr.).

Diskuse
Článek: Co je základem biologických hodin?

 Jiný obrázek

Opište znaky z obrázku:

 
Zpět na přehled článků


Odeslat článek e-mailem
Článek: Co je základem biologických hodin?
 
Zpět na přehled článků

Diskuse/Aktualizace