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Presque tous les organismes vivants, des micro-organismes aux mammifères, synchronisent leurs processus comportementaux, biochimiques et physiologiques en fonction du cycle solaire de 24 heures, ou horloge circadienne.
L’horloge circadienne est principalement contrôlée par des machines spécifiques, et chez les mammifères, le noyau suprachiasmatique présent dans l’hypothalamus agit comme une horloge maîtresse et contrôle les rythmes circadiens dans tout le corps.
Cependant, la plupart des cellules du corps ont également un rythme circadien interne. Un modèle cyclique d’expression des gènes dans ces cellules guide l’horloge circadienne au niveau de l’organisme.
La génétique sous-jacente des rythmes circadiens au niveau cellulaire a été classiquement étudiée chez la drosophile, où un ensemble de gènes d’horloge régulent le rythme circadien cellulaire par une boucle de rétroaction négative.
Pendant la journée, les facteurs de transcription, l’horloge et le cycle, s’hétérodimérisent et activent la transcription de leurs gènes cibles, y compris le gène de la période, également connu sous le nom de Per.
La protéine Per se dimérise avec une autre protéine appelée Timeless, ou Tim. Cependant, ces deux protéines ne sont pas très stables en présence de lumière et sont ensuite dégradées par un protéasome.
Au cours de la soirée, le complexe stable Per/Tim peut s’accumuler dans le cytoplasme cellulaire, puis se déplacer vers le noyau - où il se lie au dimère du cycle d’horloge et l’élimine de l’ADN - inhibant ainsi son activité transcriptionnelle.
En plus de cette régulation par rétroaction négative, d’autres protéines régulatrices de la cellule participent également à la modulation de l’activité de Clock.
Par exemple, Orange mécanique est un répresseur transcriptionnel qui co-réprime l’activité transcriptionnelle du cycle d’horloge avec Per en rivalisant pour le site de liaison sur l’ADN.
Étant donné que les rythmes circadiens jouent un rôle essentiel dans la coordination du fonctionnement normal du corps, toute perturbation de celui-ci peut entraîner des maladies mineures à graves, notamment des syndromes métaboliques et des maladies inflammatoires, ainsi que le cancer.
L'horloge biologique est impliquée dans de nombreux aspects de la régulation de la physiologie complexe de tous les animaux. C'est en 1935 que les zoo…
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