Den circadian oscillatorn , eller endogen klocka, är en generator av biologiska rytmer av obskyr natur som finns i den suprachiasmatiska kärnan i hypotalamus och styr varaktigheten av sömn och vakenhet. Oscillatorn för dygnsrytmer i de flesta celler i levande organismer representeras av ett komplex av klockgenerproteiner. Genom transkription av generna de kontrollerar, eller direkt, triggar och upprätthåller de dygnsrytmen för många funktioner, inklusive hormonutsöndring .
Funktionerna hos klockgenproteiner återspeglar både egenskaper som är gemensamma för de centrala och perifera dygnsoscillatorerna, såväl som vävnadsspecifika. Konventionellt kan de delas in i följande grupper:
Hos människor är 8 proteiner involverade i genereringen av dygnsrytmen: PERIOD 1,2 och 3, CRYPTOCHROME 1 och 2, samt CLOCK, TIMELESS och Bmal-1. Klockgenerproteiner bildar en familj representerad av homologer i alla levande organismer, från prokaryoter till människor. De bildar en dygnsrytm (dygnsrytm) och har ett antal andra funktioner som är sammankopplade, främst med regleringen av ämnesomsättningen. Det centrala elementet i den cirkadiska klockmekanismen hos däggdjur representeras av två par klockgenproteiner som bildar heterodimera komplex: PER (från periodgenen) + CRY (från kryptokromgenen) och CLOCK (från klockgenen) + BMAL1 ( från den hjärna och muskel Arnt-liknande genen), protein 1), som är sammankopplade med +/- återkopplingsslingor. Samtidigt aktiverar proteiner av CLOCK-BMAL1-dimeren (maximal koncentration i början av mörkret) transkription och translation av PER- och CRY-proteiner, som, när de ackumuleras, minskar innehållet av proteiner i den första dimeren. Det är viktigt att betona att cAMP spelar en betydande roll i regleringen av klockoscillatorn, som i fallet med oscillerande HCN-kanaler.Dessutom är ett brett spektrum av kofaktorer involverade i kromatinremodellering och post-transkriptionell reglering av klockproteiner. utföra sin post-translationella modifiering, upprätthålla stabilitet och kontrollera dem, intracellulär transport och lokalisering. Denna komplexa intracellulära mekanism styrs av en grupp viktiga metaboliska enzymer (främst lipider och kolhydrater), såväl som transkriptionsfaktorer och kofaktorer.[10]
I hjärnans huvudklocka triggar och stödjer hormoner (mediatorer) som svar på ljus utbredningen av Ca-vågen från neuronerna i retinala ingångszonen i SCN till utgångszonen för de efferenta axonerna, vilket bidrar till sekventiell exocytos av olika komplex av neuropeptider och mediatorer, såväl som Ca-beroende transkription av vaktpostgener. I levern "påtvingar" glukokortikosteroider, som aktiverar transkriptionen av gener som är nyckeln till metabolism, indirekt dygnsrytmen på transkriptomet av organet som helhet. I njurarna beskrivs parallella effekter av aldosteron och Per-proteinet, vilket synkroniserar funktionerna hos olika celler och organets intracellulära strukturer.