Ormos Pál

VI. A fény a biológiai óra szinkronizációjában

Életünk ritmusa követi a napszakok változását: nappal aktívak vagyunk, éjjel pihenünk, alszunk. Úgy is szoktuk mondani, hogy a Naphoz vagyunk szinkronizálva. Akik utaztak már tengerentúlra, és napokig szenvedtek attól, hogy nem tudtak gyorsan alkalmazkodni az időeltolódáshoz, tudják, hogy biológiai óránk átállítása nem egyszerű feladat. A jelenség folyamatait nem ismerjük még pontosan, de a legutóbbi időben sok mindent megtudtunk a mögöttes eseményekről.

A biológiai aktivitás ciklikus váltakozását egy önmagától járó, nagyjából 24 órás periódusú óra szabályozza. Az óra működésről tudjuk, hogy gének működési sebességén alapuló, oszcilláló kémiai reakcióra épül. Ha valaki napokig a világtól elzárva sötétben van, akkor is közel 24 órás ritmussal zajlik az élete. A sötétben is járó órát azonban szinkronizálni lehet a fénnyel, előbb-utóbb szervezetünk átveszi a fény váltakozásának ritmusát. Nem tudjuk pontosan, melyik érzékelő szervünk szolgáltatja a szinkronizációhoz szükséges fényjeleket a biológiai órának. A közelmúlt szolgáltatott néhány új adatot e téren: az érzékelő a szemben van, de nem a retinában (természetesen nem kell képet látnunk, elég a fény detektálása, ez pedig bárhol történhet). Működésképtelen retinával rendelkező egyedek esetén is megtörténik a szinkronizáció, a szem eltávolítása esetén viszont a szinkronizáció sérül. Azt is tudjuk, hogy az érzékelés anyaga ez esetben is retinal-fehérje komplex, tehát valószínűleg rodopszinnal rokon molekula.

Érdekes még elidőzni azon, hogy mennyire különböző szervezetekben, különböző szerepekben alkalmazza a természet szinte ugyanazt a molekulát, a rodopszin egymáshoz hasonló változatait. Láttuk, hogy a rodopszin egy egyszerű baktérium energiaforrása, a látás érzékelő anyaga, és a napi ritmust szabályozó fényérzékelésben is szerepe van. A természet gazdaságos: ha egy evolúciós termék sikeres, több helyen is alkalmazni próbálja.

A szabályt két éve új felfedezés erősítette meg: genetikai vizsgálatok alapján kiderült, hogy egy mindenütt meglevő, igen közönséges baktérium (SAR 86-nak hívják) is tartalmaz rodopszint. A részletesebb vizsgálat kiderítette, hogy szerepe itt is ugyanaz, mint a Halobacterium salinarum esetében: a napfény energiájának hasznosítása. E baktérium igen nagy mennyiségben van jelen valamennyi tengerben, óceánban, ami azt jelenti, hogy a földi napfényenergia hasznosításban sokkal nagyobb a rodopszin szerepe, mint korábban gondoltuk.