आंतरिक घड़ी के "प्रकाश स्विच" की पहचान की

प्रोटीन प्रकाश में परिवर्तन के साथ प्रतिक्रिया करता है

सहज प्रोटीन की संरचना © कॉर्नेल विश्वविद्यालय
जोर से पढ़ें

नवीनतम समय में, हम महसूस करते हैं कि हम मनुष्यों के पास एक आंतरिक घड़ी है जब जेट लैग उन्हें भ्रमित करता है। अब वैज्ञानिकों ने यह पता लगा लिया है कि अगर हमारे आसपास यह उज्ज्वल या अंधेरा है तो यह घड़ी कैसे पता लगाती है। जैविक तंत्र का वर्णन "विज्ञान" पत्रिका के वर्तमान अंक में शोधकर्ताओं द्वारा किया गया है।

उच्च जीवों की कोशिकाओं में सर्कैडियन घड़ियां दिन और रात के बीच अंतर का जवाब देती हैं, जिससे शरीर को अपनी प्रक्रियाओं को दैनिक लय में समायोजित करने की अनुमति मिलती है। मनुष्यों में, यह घड़ी न केवल तब प्रभावित होती है जब हम शाम को थक जाते हैं या सुबह उठते हैं, यह हमारे अधिकांश चयापचय कार्यों को भी नियंत्रित करता है। यदि यह लय परेशान है, उदाहरण के लिए, अन्य समय क्षेत्रों के लिए हवाई यात्रा द्वारा, न केवल जेट अंतराल का परिणाम है, दैनिक लय में पैथोलॉजिकल परिवर्तन भी मानसिक विकार और यहां तक ​​कि कैंसर का कारण बन सकता है।

प्रकाश अवशोषण श्रृंखला प्रतिक्रिया आरंभ करता है

"ये घड़ियां सभी जीवों में पाई जाती हैं, यहां तक ​​कि जो विकास में लाखों साल अलग हैं, " ब्रायन क्रेन, कॉर्नेल विश्वविद्यालय में जैव रसायनज्ञ और अध्ययन के प्रमुख लेखक बताते हैं। इस आधार पर कि सभी जीवों में बुनियादी तंत्र फिर भी बहुत समान हो सकते हैं, उन्होंने और उनके सहयोगियों ने एक कवक, न्यूरोस्पोरा क्रैसा पर प्रयोग किए। उन्होंने पता लगाया कि कैसे यह जीव रंग रंजक के उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए प्रकाश संवेदकों का उपयोग करता है। सूर्योदय के बाद सीधे उत्पन्न कैरोटीनॉयड सूर्य की यूवी किरणों से कवक को ढालने का काम करता है।

वैज्ञानिकों ने अपने अध्ययन को एक विशेष प्रोटीन पर केंद्रित किया, जिसे ज्वलंत कहा जाता है जिसमें एक प्रकाश-अवशोषित अणु होता है, जिसे एक क्रोमोफोर कहा जाता है। जब ये क्रोमोफोर एक हल्के कण को ​​पकड़ते हैं, तो फोटॉन की ऊर्जा अंतःक्रियाओं की एक पूरी श्रृंखला को ट्रिगर करती है जो अंततः अणु की सतह पर परमाणु व्यवस्था में बदलाव का कारण बनती है। बदले में ये संरचनात्मक परिवर्तन घटनाओं का एक झरना ट्रिगर करते हैं जो जीन अभिव्यक्ति को भी प्रभावित करते हैं। एक स्विच की तरह, वे यह सुनिश्चित करते हैं कि कैरोटीनॉयड उत्पादन के लिए जिम्मेदार जीन को चालू या बंद किया जाए।

अपने एक प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने सल्फर परमाणु के लिए ज्वलंत प्रोटीन की सतह पर एक एकल ऑक्सीजन परमाणु का आदान-प्रदान किया। नतीजतन, वे प्रकाश-ट्रिगर घटनाओं की पूरी श्रृंखला को दबाने में सक्षम थे और इस तरह प्रोटीन की सतह पर संरचनात्मक परिवर्तनों को रोकते थे। परिणामस्वरूप, वर्णक उत्पादन छोड़ दिया गया था। प्रदर्शन

एक स्विच के रूप में एक प्रोटीन

अध्ययन में योगदान देने वाले ब्रायन ज़ोल्टोव्स्की बताते हैं, "अब हम दिखा सकते हैं कि प्रोटीन का यह परिवर्तनकारी परिवर्तन सीधे जीव में इसके कार्य से संबंधित है।" सर्कैडियन घड़ी कवक को तभी विनियमित करने की अनुमति देता है और कैरोटीनॉयड का उत्पादन करता है जब सूरज की किरणों के खिलाफ सुरक्षा के रूप में उपयोग किया जाता है। एक समान "स्विच" भी शोधकर्ताओं के अनुसार, मनुष्यों में नींद के चक्र के नियमन के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

"हम आणविक स्तर पर व्यवहार को समझने की कोशिश करना चाहते थे, " क्रेन कहते हैं। "यह रासायनिक जीव विज्ञान का एक बड़ा उदाहरण है: हम एक अणु के रसायन को एक निश्चित तरीके से बदलते हैं और इस तरह एक जटिल जीव के व्यवहार को बदल देते हैं।"

(कॉर्नेल यूनिवर्सिटी, 24.05.2007 - NPO)