שעון צירקדי
שעון צירקדי, או מתנד צירקדי, הוא שעון ביולוגי מחזורי עם מופע יציב, המסונכרן עם היממה השמשית.
תקופת אין ויוו של שעון כזה היא כמעט בדיוק 24 שעות: יממה של כדור הארץ. שעונים צירקדיים מסונכרנים פנימיים מאפשרים לרוב היצורים החיים להיות מוכנים לשינויים סביבתיים יום יומיים, הקשורים למחזור היום והלילה ולשנות את הביולוגיה וההתנהגות שלהם בהתאם.
המונח צירקדי מקורו במילה הלטינית circa (בעברית: בערך) ו-dies (בעברית: יום), שכן בהיעדר רמזים חיצוניים (כגון אור סביבתי), איננו נמשך 24 שעות בדיוק. שעונים בבני אדם במעבדה בתאורה נמוכה קבועה, למשל, יהיו בממוצע כ-24.2 שעות ביום, ולא 24 שעות בדיוק. [1]
שעון הגוף הרגיל נמשך פרק זמן של 24 שעות בדיוק, כאשר הוא מקבל מספיק אותות תיקון יומיים מהסביבה, בעיקר אור יום וחושך. שעונים צירקדיים הם המנגנונים המרכזיים המניעים את השעון הביולוגי. הם מורכבים משלושה מרכיבים עיקריים:
- מתנד ביוכימי מרכזי בעל פרק זמן של כ-24 שעות השומר על הזמן;
- סדרה של מסלולי קלט למתנד מרכזי זה, כדי לאפשר סחף של השעון;
- סדרה של מסלולי פלט הקשורים לשלבים שונים של המתנד, המווסתים מקצבים ברורים בביוכימיה, פיזיולוגיה והתנהגות בכל יצור חי.
השעון מתאפס כאשר אורגניזם חש ברמזי זמן סביבתיים, שהעיקרי שבהם הוא אור. שעונים צירקדיים נמצאים בכל מקום ברקמות הגוף, שם הם מסונכרנים על ידי אותות פנימיים וחיצוניים כאחד, כדי לווסת את הפעילות הקבועה לאורך היום באופן המתאים לרקמות הספציפיות.[2] השעון הצירקדי שזור ברוב התהליכים המטבוליים התאיים והוא מושפע מהזדקנות היצור החי. [3] המנגנונים המולקולריים הבסיסיים של השעון הביולוגי הוגדרו במינים בעלי חוליות, תסיסנית המחקר, צמחים, פטריות, חיידקים,[4][5] וככל הנראה גם בארכאונים .[6][7][8]
בשנת 2017, הוענק פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה לג'פרי סי הול, מייקל רוסבאש ומייקל וו. יאנג "על גילוייהם של מנגנונים מולקולריים השולטים בקצב הצירקדי" בזבובי פירות.[9]
קישורים חיצוניים
- שעון צירקדי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
הערות שוליים
- ^ Cromie W (1999-07-15). "Human Biological Clock Set Back an Hour". Harvard Gazette. נבדק ב-2015-07-29.
- ^ Ueda HR, Hayashi S, Chen W, Sano M, Machida M, Shigeyoshi Y, et al. (בפברואר 2005). "System-level identification of transcriptional circuits underlying mammalian circadian clocks". Nature Genetics. 37 (2): 187–192. doi:10.1038/ng1504. PMID 15665827.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Tevy MF, Giebultowicz J, Pincus Z, Mazzoccoli G, Vinciguerra M (במאי 2013). "Aging signaling pathways and circadian clock-dependent metabolic derangements". Trends in Endocrinology and Metabolism. 24 (5): 229–237. doi:10.1016/j.tem.2012.12.002. PMC 3624052. PMID 23299029.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Harmer SL, Panda S, Kay SA (2001). "Molecular bases of circadian rhythms". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 17: 215–253. doi:10.1146/annurev.cellbio.17.1.215. PMID 11687489.
- ^ Lowrey PL, Takahashi JS (2004). "Mammalian circadian biology: elucidating genome-wide levels of temporal organization". Annual Review of Genomics and Human Genetics. 5: 407–441. doi:10.1146/annurev.genom.5.061903.175925. PMC 3770722. PMID 15485355.
- ^ Edgar RS, Green EW, Zhao Y, van Ooijen G, Olmedo M, Qin X, et al. (במאי 2012). "Peroxiredoxins are conserved markers of circadian rhythms". Nature. 485 (7399): 459–464. Bibcode:2012Natur.485..459E. doi:10.1038/nature11088. PMC 3398137. PMID 22622569.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Dvornyk V, Vinogradova O, Nevo E (במרץ 2003). "Origin and evolution of circadian clock genes in prokaryotes". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (5): 2495–2500. Bibcode:2003PNAS..100.2495D. doi:10.1073/pnas.0130099100. PMC 151369. PMID 12604787.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Whitehead K, Pan M, Masumura K, Bonneau R, Baliga NS (2009). "Diurnally entrained anticipatory behavior in archaea". PLOS ONE. 4 (5): e5485. Bibcode:2009PLoSO...4.5485W. doi:10.1371/journal.pone.0005485. PMC 2675056. PMID 19424498.
- ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017". www.nobelprize.org. נבדק ב-2017-10-06.
