Đồng hồ sinh học và ý nghĩa trong sức khỏe

Thảo luận trong 'Tâm Sự' bắt đầu bởi linhan1123, 23/12/17.

  1. linhan1123

    linhan1123 Thành viên mới

    1. Giới thiệu về đồng hồ sinh học

    Cuộc sống của sinh vật trên trái đất được điều chỉnh theo sự xoay quanh trục của Trái đất. Trong nhiều năm chúng ta đã biết rằng sinh vật sống gồm cả con người, có một đồng hồ sinh học trong cơ thể, giúp dự đoán và thích nghi với nhịp điệu thường ngày. Nhưng đồng hồ sinh học làm việc như thế nào?? Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young đã làm sáng tỏ các hoạt động bên trong của hệ thống này và giải thích làm thế nào thực vật, động vật và con người thích nghi nhịp sinh học của họ để nó được đồng bộ với sư vận động của Trái Đất.

    Sử dụng ruồi giấm làm mô hình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã phân lập được một gen kiểm soát nhịp sinh học hàng ngày. Họ cho thấy rằng gen này mã hóa một protein tích tụ trong tế bào vào ban đêm, và bị phân hủy vào ban ngày. Sau đó, họ xác định các thành phần protein bổ sung của hệ thống này, từ đó làm rõ cơ chế điều khiển của chiếc “đồng hồ tự động” bên trong tế bào. Như đã nói, các đồng hồ sinh học có chức năng tương tự trong tế bào của các sinh vật đa bào khác nhau, bao gồm cả con người.

    Đồng hồ sinh học này điều chỉnh các chức năng quan trọng như hành vi, sự hình thành các hormone, giấc ngủ, nhiệt độ cơ thể và sự trao đổi chất. Sức khoẻ của chúng ta bị ảnh hưởng khi đồng hồ sinh học bên trong và môi trường bên ngoài không phù hợp với nhau. Ví dụ khi chúng ta đi máy bay, đi qua nhiều múi thời gian khác nhau và bị một hiện tượng là lệch múi giờ được gọi là “JET LAG”. Nhiều nghiên cứu cho thấy sự sai lệch giữa lối sống của chúng ta và đồng hồ bên trong cơ thể có liên quan đến sự gia tăng nguy cơ mắc các bệnh khác nhau (sẽ được đề cập ở phần sau).

    Trong những năm 1970, Seymour Benzer và sinh viên của ông là Ronald Konopka đã đặt ra câu hỏi liệu có thể xác định được các gen điều khiển nhịp sinh học ở ruồi giấm hay không, và họ đã chứng minh rằng các đột biến trong một gen không rõ đã làm gián đoạn đồng hồ sinh học của ruồi. Họ đã đặt tên cho gen này là period. Nhưng làm thế nào gen này có thể ảnh hưởng đến nhịp sinh học?

    Đến năm 1984, Jeffrey Hall và Michael Rosbash tại Đại học Brandeis ở Boston, và Michael Young tại Đại học Rockefeller ở New York đã thành công trong việc cô lập gen peroid. Jeffrey Hall và Michael Rosbash sau đó đã phát hiện ra rằng PER, protein được mã hoá bởi gen period, được tích lũy vào ban đêm và bị thoái hoá vào ban ngày. Do đó, mức protein PER dao động trong chu kỳ 24 giờ, đồng bộ với nhịp sinh học.

    Mục tiêu chính tiếp theo là hiểu được những dao động tuần hoàn này được tạo ra và duy trì như thế nào. Jeffrey Hall và Michael Rosbash đưa ra giả thuyết rằng chính protein PER kích hoạt sự hoạt động của gen peroid. Họ đã lý luận rằng bằng một vòng lặp ức chế (negative feedback loop), protein PER có thể ngăn sự phiên mã của gen period và do đó điều chỉnh mức độ biểu hiện của chính nó theo một nhịp tuần hoàn liên tục (Hình 1).



    Hình 1: Minh hoạ hoạt động của gen peroid. Hình minh hoạ cho thấy chuỗi sự kiện diễn ra trong suốt một dao động 24 giờ. Khi gen period hoạt động, mRNA period được thực hiện. mRNA được vận chuyển đến tế bào chất của tế bào và đảm bảo cho việc sản xuất protein PER. Protein PER tích lũy trong nhân của tế bào từ đó ức chế hoạt động của gen period.

    Tuy mô hình đã được đưa ra nhưng chưa giải thích rõ được protein PER vào nhân như thế nào. Để ngăn chặn hoạt động của gen period, protein PER, được tạo ra trong tế bào chất, sẽ phải đến nhân tế bào, nơi có vật liệu di truyền. Jeffrey Hall và Michael Rosbash đã chỉ ra rằng protein PER được tích tụ trong nhân vào ban đêm, nhưng làm thế nào nó ở đó? Năm 1994 Michael Young phát hiện ra một gen đồng hồ thứ hai gọi là timeless, mã hóa cho protein TIM, cần có cho một nhịp sinh học bình thường. Ông đã chỉ ra rằng khi TIM gắn với PER, hai protein này có thể đi vào nhân tế bào, nơi chúng ức chế hoạt động của gen period để hoàn chỉnh vòng lặp ức chế.[1]
     
    danh sách diễn đàn rao vặt gov chất lượng