Molekulares Uhrwerk
Abbildung 1: Das molekulare Uhrwerk der Zelle: Am Tag aktivieren die Transkriptionsfaktoren CLOCK und BMAL1 die Expression der Per- und Cry-Uhrengene und zahlreicher Zielgene über Bindung an sog. E-Box-Elemente in deren Promotorbereichen (rechts). Eine Akkumulation von PER-CRY-Proteinkomplexen im Zytoplasma und später im Zellkern induziert eine Dissoziation von CLOCK-BMAL1 von der DNA. Dies führt zu einer Inhibition der Per- und Cry-Transkription während der Nacht (links). Zu Beginn des nächsten Tages sind die PER-CRY-Komplexe degradiert und CLOCK-BMAL1 wird wieder aktiv.


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Zirkadianes System
Abbildung 2: Synchronisation des zirkadianen Systems: Die wichtigsten Taktgeber für zirkadiane Uhren sind Licht und Nahrung. Blauwelliges Licht wirkt auf spezielle Melanopsin-Zellen in der Ganglienschicht der Netzhaut. Diese synchronisieren die Zentraluhr im Nucleus suprachiasmaticus (SCN) mit dem externen Tag-Nacht-Zyklus. Die SCN-Uhr koordiniert über humorale und neuronale Signalwege Uhren in anderen Regionen des zentralen Nervensystems (ZNS) und in peripheren Organen, welche wichtige Verhaltens- und Stoffwechselfunktionen im Tagesverlauf regulieren. Der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme ist ein wichtiger Synchronisator peripherer Uhren. Periphere und zentrale Rhythmen können über hormonelle Signale und Metabolite miteinander interagieren.


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