Japanische Wissenschaftler finden heraus, wo biologische Wesen vor Lebewesen verborgen sind

Ein großes Team japanischer Wissenschaftler mehrerer Universitäten bei der Untersuchung von Cyanobakterien stellte fest, dass das KaiC-Protein, ein kleines Biomolekül mit einem Durchmesser von 10 nm, für das Vorhandensein eines internen circadianen (circadianen) Rhythmus in ihnen verantwortlich ist. Sie ist verantwortlich für das Vorhandensein einer biologischen Uhr in allen Lebewesen .

Viele Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen und die meisten Tiere zeigen eine Anpassung an die 24-Stunden-Tagesperiode der Erdrotation um ihre Achse. Teilweise passen sich Pflanzen und Tiere an diesen Zeitraum an, basierend auf Änderungen der Umgebung - Temperatur, Belichtung. Es ist jedoch seit langem bekannt, dass Lebewesen ein eingebautes System von zirkadianen Rhythmen haben , das von der Umgebung unabhängig ist.

Bereits im 18. Jahrhundert berichtete der französische Astronom de Meiren über die täglichen Blattbewegungen der schüchternen Mimose (Mimosa pudica). Diese Bewegungen wurden mit einer gewissen Periodizität wiederholt, selbst wenn die Pflanzen im Dunkeln platziert wurden, wo es keine äußeren Reize wie Licht gab. De Meiren schlug vernünftigerweise vor, dass diese Rhythmen, deren Dauer er auf 22 bis 23 Stunden festlegte, etwas mit dem Wechsel von Schlaf und Wachheit beim Menschen zu tun haben könnten. Und ihre Anwesenheit im Dunkeln sprach von ihrer endogenen (inneren) Natur.

Im Jahr 1880 stellten Charles Darwin und sein Sohn Francis die Hypothese auf, dass zirkadiane Rhythmen erblich sind. Seitdem wurde ihre Idee bestätigt - ebenso wie die endogene Natur zirkadianer Rhythmen. Im Jahr 1984 wurde bei Experimenten mit Pilzen der Neurospora-dichten Spezies (Neurospora crassa) im Weltraum klar, dass die zirkadianen Rhythmen unabhängig von geophysikalischen Signalen waren, die mit der Rotation der Erde um ihre Achse verbunden waren.

Seitdem haben Wissenschaftler genau gesucht, wo sich dieser Chronometer befindet, mit dem Sie die üblichen 24 Stunden messen können. 2007 wurde ein Artikel veröffentlicht, der zeigt, dass die biologische Uhr mit den Proteinen KaiA, KaiB und KaiC in Verbindung mit Adenosintriphosphaten wiederhergestellt werden kann (ATP). ATP ist eine Verbindung, die eine Schlüsselrolle bei der Energieversorgung und dem Stoffwechsel von Organismen spielt. Tatsächlich ist diese Verbindung als universelle Energiequelle für alle biochemischen Prozesse bekannt, die in lebenden Systemen stattfinden. In derselben Arbeit wurde darauf hingewiesen, dass anscheinend KaiC für die Arbeit der zirkadianen Rhythmen verantwortlich war.

Wissenschaftler, die KaiC im Detail untersucht hatten , fanden heraus, dass dieses Molekül mit einer stabilen Periode von 0,91 * 24 Stunden schwingt - das heißt, es ist verantwortlich für den Rhythmus, der mit der Rotation der Erde zusammenfällt. Mithilfe der hochauflösenden Kristallographie untersuchten die Wissenschaftler die Struktur des Moleküls auf atomarer Ebene. Seine spezielle Struktur verursacht auch solche langperiodischen Schwingungen in Gegenwart von ATP.

Source: https://habr.com/ru/post/de381165/