Cellklockan

Question 1

Kan cellklockan fortlöpa även utan blått/grönt ljus mot retina som stimulerar Suprachiasma-kärnan (SCN)?

Answer 1

Ja. Cellklockan kan oscillera cell-autonomt via PER/CRY-loopen utan ljus eller SCN. SCN behövs för synkronisering, inte för att driva oscillationen.

Question 2

Beskriv cellklockans steg.

Answer 2

1. CLOCK/BMAL1 binder till E‑box-sekvenser i promotorer och aktiverar transkription av bland annat Per och Cry.
2. mRNA för PER och CRY translateras i cytoplasman till PER- och CRY‑proteiner.
3. PER och CRY ansamlas, bildar komplex och fosforyleras, vilket ger en tidsfördröjning.
4. PER/CRY‑komplexen går in i kärnan och hämmar CLOCK/BMAL1‑aktivitet → minskat Per/Cry-uttryck.
5. PER/CRY bryts gradvis ned; hämningen av CLOCK/BMAL1 släpper.
6. CLOCK/BMAL1 blir åter aktiva, en ny våg av Per/Cry-transkription startar → ny cirka 24‑timmarscykel.

Question 3

Hur påverkar cellklockan hypotalamus?

Answer 3

Cellklockan i SCN skapar rytmisk neuronal aktivitet – inte en ”signal” i sig.
CLOCK/BMAL1 → PER/CRY ger dygnsvariation i genuttryck → ändrad jonkanalsaktivitet → SCN-neuroner fyrar rytmiskt → detta är signalen från hypotalamus till resten av hjärnan/kroppen.

Question 4

Redogör för hela cellklockan.

Answer 4

1. CLOCK–BMAL1 bildar ett transkriptionsfaktorkomplex —> binder till E-box-sekvenser i DNA —-> aktiverar transkription av PER, CRY och klockstyrda gener.
2. PER- och CRY-proteiner ackumuleras, bildar komplex —-> går in i cellkärnan —-> hämmar CLOCK–BMAL1 —-> stoppar vidare transkription tills PER/CRY bryts ned och cykeln startar om (cirka 24 timmar).
3. BMAL1-uttrycket stabiliseras genom konkurrens på RORE-sekvenser där ROR aktiverar och REV-ERB hämmar BMAL1-transkription, vilket finjusterar rytmens fas och amplitud.
4. Suprachiasmatiska kärnan (SCN) i hypotalamus fungerar som kroppens huvudklocka och synkroniseras till ljus–mörkercykeln via melanopsininnehållande retinala ganglieceller.
5. SCN samordnar perifera klockor genom nerv- och hormonsignaler, bland annat genom att styra melatoninfrisättning från epifysen, där melatonin frisätts i mörker och signalerar natt till kroppen.