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Circadiano

Col termine di circadiano, o meglio di ritmo circadiano, ci si riferisce al ritmo col quale gli organismi ripetono, con una certa regolarità, alcuni processi fisiologici, metabolici e di comportamento nelle 24 ore.
Il termine “circadiano”, fu coniato da Franz Halberg e viene dal latino circa e diem e significa appunto “intorno al giorno”.
Nel mondo vegetale, il ritmo circadiano, riguarda i movimenti delle foglie, l’apertura e chiusura degli stomi e delle corolle di alcune piante.
Il primo a intuire che questi potessero essere di origine endogena fu lo scienziato francese Jean-Jacques d’Ortous de Mairan che nel 1729 notò che i modelli di 24 ore nei movimenti delle piante continuavano anche quando queste venivano tenute in condizioni di buio costante.
Oggi si ritiene che i ritmi circadiani si siano originati nelle protocellule, con lo scopo di proteggere la replicazione del DNA dall’alta radiazione ultravioletta durante il giorno. Come risultato, la replicazione avveniva al buio. Il fungo Neurospora, che esiste ancora oggi, contiene questo meccanismo regolatore.

In natura l’orologio circadiano più semplice conosciuto è quello del cianobatterio procariotico. Ricerche recenti hanno dimostrato che l’orologio circadiano del Synechococcus elongatus può essere ricostituito in vitro con appena tre proteine dell’oscillatore centrale. Questo orologio ha dimostrato di sostenere un ritmo di 22 ore per diversi giorni con addizione di ATP.
In verità, benché i ritmi circadiani degli eucarioti e procarioti abbiano la stessa architettura di base (un ingresso – un oscillatore centrale – un’uscita) non dividono la stessa omologia. Questo implica probabilmente origini indipendenti.
Il ritmo circadiano dipende da un sistema circadiano endogeno, cioè una sorta di complesso “orologio interno” dell’organismo che si mantiene sincronizzato con il ciclo naturale del giorno e della notte mediante stimoli naturali come la luce solare e la temperatura ambientale.
In assenza di questi stimoli sincronizzatori (per esempio in esperimenti condotti dentro grotte o in appartamenti costruiti apposta) i ritmi continuano ad essere presenti, ma il loro periodo può assestarsi su valori diversi.





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Circadian

With the term circadian, or rather of circadian rhythm, we refer to the rhythm with which organisms repeat, with a certain regularity, certain physiological, metabolic and behavioral processes in the 24 hours.
The term “circadian” was coined by Franz Halberg and comes from the Latin circa e diem and means “around the day”.
In the plant world, the circadian rhythm concerns the movements of the leaves, the opening and closing of the stomata and corollas of some plants.
The first to guess that these could be of endogenous origin was the French scientist Jean-Jacques d’Ortous de Mairan who in 1729 noticed that the 24-hour patterns in the movements of plants continued even when they were kept in conditions of constant darkness.
Today it is believed that circadian rhythms originated in protocells, with the aim of protecting DNA replication from high ultraviolet radiation during the day. As a result, replication took place in the dark. The Neurospora fungus, which still exists today, contains this regulatory mechanism.

The simplest known circadian clock in nature is that of the prokaryotic cyanobacterium. Recent research has shown that the Synechococcus elongatus circadian clock can be reconstituted in vitro with just three central oscillator proteins. This watch has been shown to sustain a rhythm of 22 hours for several days with the addition of ATP.
Indeed, although the circadian rhythms of eukaryotes and prokaryotes have the same basic architecture (one input – one central oscillator – one output) they do not share the same homology. This probably implies independent origins.
The circadian rhythm depends on an endogenous circadian system, that is a sort of complex “internal clock” of the organism that keeps itself synchronized with the natural cycle of day and night through natural stimuli such as sunlight and ambient temperature.
In the absence of these synchronizing stimuli (for example in experiments conducted in caves or in specially built apartments) the rhythms continue to be present, but their period can settle on different values.





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Circadiano

Con el término circadiano, o más bien de ritmo circadiano, nos referimos al ritmo con el que los organismos repiten, con cierta regularidad, determinados procesos fisiológicos, metabólicos y conductuales en las 24 horas.
El término “circadiano” fue acuñado por Franz Halberg y proviene del latín circa e diem y significa “alrededor del día”.
En el mundo vegetal, el ritmo circadiano se refiere a los movimientos de las hojas, la apertura y cierre de los estomas y corolas de algunas plantas.
El primero en adivinar que estos podrían ser de origen endógeno fue el científico francés Jean-Jacques d’Ortous de Mairan quien en 1729 notó que los patrones de 24 horas en los movimientos de las plantas continuaban incluso cuando se mantenían en condiciones de oscuridad constante.
Hoy en día se cree que los ritmos circadianos se originaron en protocélulas, con el objetivo de proteger la replicación del ADN de la alta radiación ultravioleta durante el día. Como resultado, la replicación tuvo lugar en la oscuridad. El hongo Neurospora, que todavía existe hoy, contiene este mecanismo regulador.

En la naturaleza, el reloj circadiano más simple conocido es el de la cianobacteria procariota. Investigaciones recientes han demostrado que el reloj circadiano de Synechococcus elongatus se puede reconstituir in vitro con solo tres proteínas del oscilador central. Se ha demostrado que este reloj mantiene un ritmo de 22 horas durante varios días con la adición de ATP.
De hecho, aunque los ritmos circadianos de eucariotas y procariotas tienen la misma arquitectura básica (una entrada, un oscilador central, una salida), no comparten la misma homología. Esto probablemente implica orígenes independientes.
El ritmo circadiano depende de un sistema circadiano endógeno, que es una especie de “reloj interno” complejo del organismo que se mantiene sincronizado con el ciclo natural del día y la noche a través de estímulos naturales como la luz solar y la temperatura ambiente.
En ausencia de estos estímulos sincronizadores (por ejemplo, en experimentos llevados a cabo en cuevas o en apartamentos especialmente construidos) los ritmos continúan presentes, pero su período puede asentarse en valores diferentes.





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