Chrono, το τελευταίο κομμάτι του κιρκαδικού ρολογιού παζλ;

Η ανακάλυψη των κρυπτοκράσεων (CRY) και η ταυτοποίηση της περιόδου (PER) και των διαχρονικών γονιδίων (TIM) πλήρωσαν σημαντικά κενά στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί το κιρκαδικό ρολόι σε φυτά και ζώα. Ωστόσο, η κατανόησή μας για το κύκλωμα του Core Circadian ρολογιού στερούσε ένα συστατικό που ανταποκρίνεται στο φως και ρυθμίζει τη δραστηριότητα του συμπλέγματος ανά TIM. Αυτό το κομμάτι του παζλ του ρολογιού ανακαλύφθηκε τελικά με την ταυτοποίηση του Chrono, μιας πρωτεΐνης που παίζει βασικό ρόλο στην είσοδο φωτός στο ρολόι πυρήνα.

chrono και η οδός εισόδου φωτός

Το Chrono, επίσης γνωστό ως Cryptochrome Interacting 1 (CRY1) σε φυτά και κρυπτογράφημα 2 (CRY2) σε θηλαστικά, είναι ένας φωτοϋποδοχέας που δεσμεύεται από φλαβίνη που εμπλέκεται στην εξαρτώμενη από το φως ρύθμιση του κιρκαδικού ρολογιού. Σε αμφότερα τα φυτά και τα ζώα, το chrono αλληλεπιδρά φυσικά με τον φωτοϋποδοχέα κρυπτογράφου (CRY) και δρα ως μετατροπέας σήματος που μεταδίδει πληροφορίες σχετικά με την έκθεση στο φως στα συστατικά του ρολογιού πυρήνα.

Μετά την έκθεση στο φως, το Cry υφίσταται μια αλλαγή διαμόρφωσης που μεταβάλλει την αλληλεπίδρασή του με το Chrono. Αυτή η αλλαγή ρυθμίζει τη δραστηριότητα του συμπλέγματος ανά TIM, οδηγώντας στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης που ελέγχεται από το ρολόι και του συγχρονισμού του ρολογιού με τον κύκλο φωτός-σκοτάδι. Συγκεκριμένα, το Chrono διαδραματίζει κρίσιμους ρόλους στο:

Αποικοδόμηση του Tim: που προκαλείται από το φως: Τα κρυπτοτόμια στην ενεργό κράτος τους διευκολύνουν την ουβικιτινίωση και την επακόλουθη αποικοδόμηση του Tim. Αυτή η υποβάθμιση είναι ιδιαίτερα σημαντική κατά τη διάρκεια της ημέρας, επαναφέροντας το ρολόι και προετοιμάζοντας το για τον επόμενο κύκλο.

Φωσφορυλίωση του PER: Το Chrono προάγει επίσης την εξαρτώμενη από το φως φωσφορυλίωση του PER, η οποία επηρεάζει τη σταθερότητα και τη δραστηριότητα του συμπλόκου ανά TIM και ρυθμίζει το χρονικό διάστημα της έκφρασης γονιδίων ρολογιού.

ρύθμιση της έκφρασης CRY: Το Chrono είναι ο ίδιος υπό τον έλεγχο του κιρκαδικού ρολογιού, σχηματίζοντας έναν βρόχο ανάδρασης που ενισχύει την ευρωστία και την ακρίβεια του κιρκαδικού μηχανισμού χρονομέτρησης.

chrono σε συστήματα φυτών και θηλαστικών

Στα φυτά, το Chrono είναι ένα βασικό συστατικό της οδού εισόδου φωτός που εξασφαλίζει τον σωστό συγχρονισμό του κιρκαδικού ρολογιού με τις μεταβαλλόμενες συνθήκες ημέρας και νύχτας. Διαδραματίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των αποκρίσεων αποφυγής σκιάς, βοηθώντας τα φυτά να βελτιστοποιήσουν την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους με βάση τη διαθεσιμότητα του φωτός.

Στα θηλαστικά, το chrono εκφράζεται στον υπερκικιστικό πυρήνα (SCN), το κεντρικό κιρκαδικό ρολόι του εγκεφάλου, όπου συμβάλλει στη ρύθμιση των κύκλων ύπνου-ψέμα και άλλων φυσιολογικών διεργασιών με κιρκαδικούς ρυθμούς. Οι μεταλλάξεις ή οι διαταραχές στο chrono συνδέονται με διαταραχές του ύπνου, υπογραμμίζοντας τη σημασία αυτής της πρωτεΐνης στο κιρκαδικό σύστημα θηλαστικών.

Συμπερασματικά, η αναγνώριση και ο χαρακτηρισμός του Chrono πλήρωσε ένα κρίσιμο κενό στην κατανόηση του κυκλώματος του κιρκαδικού ρολογιού, παρέχοντας πληροφορίες για τους μοριακούς μηχανισμούς που υποτάσσουν την είσοδο φωτός στο ρολόι. Το Chrono χρησιμεύει ως βασικός σύνδεσμος μεταξύ της αντίληψης του φωτός και της ρύθμισης των συστατικών ρολογιών πυρήνα, εξασφαλίζοντας ότι οι οργανισμοί μπορούν να ευθυγραμμίσουν τους βιολογικούς τους ρυθμούς με το εξωτερικό περιβάλλον για να βελτιστοποιήσουν την επιβίωση και την ικανότητά τους.