Die Zelle als schwingungsfähiges System

Zusammenfassung

Als circadiane Rhythmen bezeichnet man endogene biologische Schwingungen (Oscillationen) mit einer Periodenlänge von etwa 24 h (circadian: von circa und dies = Tag). Die circadiane Rhythmik ist eine Eigenschaft der Zelle. Der molekulare Oscillator, die „innere Uhr“, wird bei Pflanzen hauptsächlich durch Uchtsignale über Phytochrom und einen Blaulicht-receptor auf eine Periodenlänge von 24 h eingestellt. Unterbleibt diese Einstellung durch die Umwelt so läuft die Uhr mit einer vergrößerten (z.B. 27 h statt 24 h) oder verkleinerten (z.B. 22 h statt 24 h) Periodenlänge. Dies ist eine charakteristische Eigenschaft der frei schwingenden, endogenen Rhythmik Abgelesen wird die Zeigerstellung der Uhr wahrscheinlich über den Calciumsignalweg, der die diversen rhythmischen Vorgänge von der Öffnung der Blüten und der Blattstellung bis zur Transkription von Genen des Photosyntheseapparates schaltet. Der molekulare Mechanismus der Uhr ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung mit molekularbiologischen Methoden. Ein Teil des schwingenden Systems besteht aus einem Regulationskreis von Proteinen, die ihre eigenen Genaktivitäten regulieren.