Por que é importante acertar o relógio biológico com os ciclos dia-noite

As colunas mostram as bactérias em diferentes horas do dia, com a intensidade do verde mostrando maior absorção de DNA. As amostras no centro, por volta do anoitecer e de madrugada, são milhares de vezes melhores em coletar DNA do que as amostras ao amanhecer (bordas esquerda e direita).
[Imagem: Golden Lab/UC San Diego]

Tempo e relógio biológico

Cientistas identificaram as raízes de um comportamento que é regulado pelo ritmo circadiano, mais conhecido como relógio biológico.

A pesquisa fornece um exemplo impressionante da importância de manter o relógio biológico interno alinhado com o ambiente externo, para que os principais processos do nosso corpo ocorram na hora certa do dia.

"Acredito que este trabalho demonstra a importância de ter o tempo biológico interno coincidindo com o tempo ambiental," disse a professora Susan Golden, da Universidade da Califórnia de San Diego. "Existe uma enormidade de doenças humanas nas quais as pessoas estão mal alinhadas com seu ambiente. Isso pode resultar de hábitos como ficar com muita luz à noite, comer fora de hora e não dormir regularmente. Nas cianobactérias, faz uma diferença enorme ter o tempo biológico e o tempo do ambiente externo alinhados."

Incorporação de DNA

Os cientistas sabem que, na busca por novos genes, as bactérias incorporam DNA disponível no ambiente, um processo que garante a existência de matéria-prima para gerar variação genética - é assim que as bactérias evoluem, já que elas tipicamente se reproduzem dividindo-se em duas.

No entanto, os detalhes desse processo intrigante são entendidos em apenas alguns poucos organismos. A capacidade de absorver DNA é fortemente regulada, sugerindo que seria prejudicial para o organismo capturar indiscriminadamente genes estranhos.

Quando a equipe da professora Golden identificou o mecanismo de captação de DNA na cianobactéria Synechococcus elongatus, eles descobriram que os relógios circadianos internos em suas células impedem a captação de DNA no início do dia, e otimizam o processo durante a noite.

Quando a escuridão ocorre no momento em que o relógio interno das bactérias diz que está anoitecendo, a captação e incorporação de DNA aumentam drasticamente. Por outro lado, quando a escuridão não corresponde ao tempo do relógio interno, o mecanismo circadiano impede a captação e incorporação de DNA.

Hipóteses

Os estudos não foram suficientes para esclarecer o motivo pelo qual a captação precoce de DNA é desencorajada de manhã e reforçada à noite. A equipe está testando algumas hipóteses, como se pode ser útil evitar o DNA potencialmente perigoso quando os vírus são mais prevalentes, o que em alguns ambientes ocorre durante o dia.

"Este estudo fornece um exemplo impressionante da importância de manter o relógio biológico interno alinhado com o ambiente externo, para que os processos ocorram na hora certa do dia," afirmam os pesquisadores.

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