Molekyylikelloja

Molekyylikelloja, tunnetaan myös nimellä molekyylikellot, ovat biologisia mekanismeja, jotka mittaavat aikaa solujen sisällä. Ne perustuvat tiettyjen molekyylien, kuten proteiinien ja RNA-molekyylien, pitoisuuksien tai aktiivisuuden syklisiin muutoksiin. Nämä syklit toistuvat säännöllisesti, usein vuorokausirytmin mukaisesti, ja ohjaavat erilaisia fysiologisia prosesseja, kuten unirytmiä, hormonien eritystä ja aineenvaihduntaa.

Yksi tunnetuimmista molekyylikelloista on vuorokausikello, joka säätelee noin 24 tunnin syklejä monissa eliöissä. Tämän kellon toiminta perustuu useiden geenien ja proteiinien väliseen säätelyyn, jossa tiettyjen proteiinien tuotanto lisääntyy ja vähenee vuorokauden aikana, muodostaen negatiivisen takaisinkytkentäsilmukan. Kun pimeys laskee, aktivoituu geeni nimeltä PER (period), joka tuottaa proteiinia. PER-proteiini kerääntyy solun sytoplasmaan ja kulkeutuu lopulta tumaan, missä se estää oman tuotantonsa. Kun PER-proteiinin pitoisuus laskee, sen estävä vaikutus poistuu, ja PER-geenin tuotanto alkaa uudelleen. Tämä sykli kestää noin 24 tuntia.

Molekyylikellot eivät rajoitu vain vuorokausirytmeihin. Soluissa on myös pidemmän aikavälin molekyylikelloja, jotka voivat mitata viikkojen, kuukausien tai jopa vuosien kestoa. Nämä kellot ovat tärkeitä esimerkiksi solujen ikääntymisen ja lisääntymisen säätelyssä. Molekyylikellojen tutkimus on tärkeää monien sairauksien, kuten syövän, diabeteksen ja unihäiriöiden ymmärtämiseksi ja hoitamiseksi.