Oscillatore circadiano

oscillatore circadiano

Meccanismo molecolare che coinvolge geni e proteine ‘orologio’ e che genera oscillazioni molecolari endogene che, a loro volta, controllano in cascata la genesi di un numero elevato di ritmi circadiani a livello di caratteri biochimici, fisiologici e comportamentali. A rigore, per oscillatore circadiano si intende solamente il meccanismo costituito da ‘ingranaggi’ molecolari che oscilla con un periodo circadiano, mentre un orologio circadiano è un oscillatore circadiano capace di ‘dettare’ il tempo e regolare quindi, in uscita, attività ritmiche, come la trascrizione di altri geni (CCG, Clock controlled genes). Negli organismi pluricellulari sono attivi sistemi di oscillatori/orologi circadiani in diverse regioni corporee. Nel cervello dei Mammiferi, a livello dei nuclei soprachiasmatici dell’ipotalamo, ha sede l’orologio circadiano principale (master clock), mentre per es. nel fegato, nei polmoni e nei reni hanno sede oscillatori/orologi circadiani periferici, che sembrano svolgere ruoli di controllo temporale di attività organo/tessuto specifiche. Questi oscillatori periferici coordinati nelle loro attività dall’azione del master clock. Un oscillatore circadiano è costituito da un insieme di geni e dalle corrispondenti proteine orologio che formano cicli di autoregolazione mediante fenomeni di retroazione che, a loro volta, generano circuiti temporali caratterizzati da una periodicità di circa ventiquattro ore. La persistenza dell’oscillazione molecolare dipende da modificazioni di alcune proteine orologio che, generando un ritardo, a ogni ciclo, tra trascrizione, sintesi proteica e retroazione negativa, impediscono al sistema di raggiungere condizioni di equilibrio. L’analisi molecolare dei geni orologio di batteri, funghi, piante e animali ha messo in evidenza come essi non presentino delle omologie, suggerendo una loro evoluzione indipendente. Nelle specie finora analizzate, tuttavia, l’organizzazione e la fisiologia generale di questi oscillatori circadiani, sia quelli presenti nei batteri, sia quelli nei Mammiferi, sono molto simili.

→ Orologi biologici circadiani