Біологічний годинник — узагальнена назва внутрішніх механізмів або регуляторів, здатність живих організмів орієнтуватися в часі, в основі якої лежить сувора періодичність біохімічних і фізіологічних процесів, що протікають в клітинах. Його дія може бути зумовлена циклічними коливаннями геофізичних факторів (добова і сезонна періодичність електромагнітного поля Землі, сонячної і (космічної радіації) та ін.). Біологічний годинник дозволяє приводити фізіологічні ритми у відповідність до ритмів довкілля і дає організмам можливість передбачати добові, сезонні та інші коливання освітленості, температури, припливів та ін.
Біохімічні годинники виявлені і в одноклітинних тварин, і в клітинах людських тканин. Ймовірно, біохімічні осциляції самі по собі здатні підтримувати організуючу ритмічність.
Роль пероксіредоксину
Група біологів припустили, що , фермент, що бере участь в нейтралізації небезпечних форм кисню в клітині, може бути основою біологічного годинника, універсального для всіх живих організмів. Працю опубліковано в журналі «Nature», її короткий зміст наводить «Nature News»
Пероксіредоксин розкладає небезпечні для живих істот пероксиди до води. Фермент може перебувати в окисленому або відновленому стані, відносний вміст яких коливається протягом дня. Раніше ті ж дослідники показали, що відношення вмісту однієї форми до іншої коливається практично однаково у морських водоростей і людських еритроцитів — з періодичністю приблизно в 24 години.
В опублікованій роботі автори показали, що такі добові коливання відбуваються і в інших, причому абсолютно різних організмів, — мишей, дрозофіл, деяких рослин, а також у бактерій і археїв — словом, у представників всіх доменів життя.
На даний момент відомо кілька механізмів, які можуть управляти біологічним годинником живих істот. Вони мають різну будову у різних організмів і, наприклад, у тварин і рослин виникли незалежно один від одного. Більшість з них тим чи іншим чином залежать від періодичності сонячного світла.
Добові коливання пероксіредоксину, навпаки, універсальні і не залежать безпосередньо від світла. Крім того, шляхом внесення мутацій, авторам вдалося відключити деякі з механізмів відомих добових ритмів і показати, що їх відключення не впливає на коливання пероксіредоксину. З іншого боку, авторам не вдалося показати, як саме ці коливання можуть впливати на поведінку живих істот.
Дослідники також запропонували гіпотезу, що пояснює зв'язок між виникненням перших універсальних біологічних годинників з активними формами кисню. На їхню думку, при виникненні кисневого фотосинтезу концентрація перекисів в клітині сильно зростала вдень і спадала вночі. Клітинам було необхідно підготуватися до денного зростанням концентрації перекисів за допомогою активації необхідних ферментів. З часом виникла система, яку нащадки фотосинтезуючих організмів застосували для регуляції вже інших періодичних процесів.
Див. також
- Циркадний ритм
- (Біологічні ритми)
Література
- (рос.) Уорд Р. Живые часы. — М.: Мир, 1974. — 240 с.
- (рос.) Детари Л., Карцаги В. Биоритмы. — М.: Мир, 1984. — 160 с
- (англ.) Leon Glass, Michael C. Mackey. From Clocks to Chaos. Princeton University Press, 1988.
- (рос.) Гласс Л., Мэки М. От часов к хаосу. Ритмы жизни. — М.: Мир, 1991. — 248 с.
- (рос.) Хильдебрандт Г., Мозер М., Лехофер М. Хронобиология и хрономедицина. — М.: Арнебия, 2006. — 144 с.
Посилання
- Біологічний годинник // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 22.
- Відкрито альтернативний принцип роботи біологічних годинників [ 29 листопада 2011 у Wayback Machine.].
Примітки
- Ewen Callaway. A biological clock to wind them all // Nature DOI: doi:10.1038/nature.2012.10654
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет