Б

Биологические часы

Биологические часы — обобщенное название внутренних механизмов или регуляторов, способность живых организмов ориентироваться во времени, в основе которой лежит строгая периодичность биохимических и физиологических процессов, протекающих в клетках. Его действие может быть обусловлено циклическими колебаниями геофизических факторов (суточная и сезонная периодичность электромагнитного поля Земли, солнечной и космической радиации и др.). Биологические часы позволяет приводить физиологические ритмы в соответствии с ритмов окружающей среды и дает организмам предвидеть суточные, сезонные и другие колебания освещенности, температуры, приливов и др.

Биохимические часы обнаружены и у одноклеточных животных, и в клетках человеческих тканей. Вероятно, биохимические осцилляции сами по себе способны поддерживать организующую ритмичность.

Роль пероксиредоксину

Группа биологов предположили, что пероксиредоксин, фермент, участвующий в нейтрализации опасных форм кислорода в клетке, может быть основой биологических часов, универсального для всех живых организмов. Труд опубликовано в журнале «Nature», ее краткое содержание приводит «Nature News»

Пероксиредоксин раскладывает опасные для живых существ перекиси к воде. Фермент может находиться в окисленном или восстановленном состоянии, относительное содержание которых колеблется в течение дня. Ранее те же исследователи показали, что отношение содержания одной формы в другую колеблется практически одинаково в морских водорослей и человеческих эритроцитов — с периодичностью примерно в 24 часа.

В опубликованной работе авторы показали, что такие суточные колебания происходят и в других, причем совершенно разных организмов — мышей, дрозофил, некоторых растений, а также у бактерий и архей — словом, у представителей всех доменов жизни.

На данный момент известно несколько механизмов, которые могут управлять биологическими часами живых существ. Они имеют разное строение у разных организмов и, например, у животных и растений возникли независимо друг от друга. Большинство из них так или иначе зависят от периодичности солнечного света.

Суточные колебания пероксиредоксину, наоборот, универсальные и не зависят непосредственно от света. Кроме того, путем внесения мутаций, авторам удалось отключить некоторые из механизмов известных суточных ритмов и показать, что их отключение не влияет на колебания пероксиредоксину. С другой стороны, авторам не удалось показать, как эти колебания могут влиять на поведение живых существ.

Исследователи также предложили гипотезу, объясняющую связь между возникновением первых универсальных биологических часов с активными формами кислорода. По их мнению, при возникновении кислородного фотосинтеза концентрация перекиси в клетке сильно возрастала днем ​​и спадала ночью. Клеткам было необходимо подготовиться к дневному ростом концентрации перекиси посредством активации необходимых ферментов. Со временем возникла система, которую потомки фотосинтезирующих организмов применили для регуляции уже других периодических процессов.

Изображения по теме

  • Биологические часы
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть