CLOCK

CLOCK (de circadian locomotor output cycles kaput) es un gen que codifica un factor de transcripción básico hélice-asa-hélice-PAS que se sabe que afecta tanto la persistencia como el período de los ritmos circadianos. Las investigaciones muestran que el gen desempeña un papel principal como activador de elementos descendentes en la vía crítica para la generación de ritmos circadianos. Descubrimiento El gen CLOCK fue identificado por primera vez en 1997 por Joseph Takahashi y sus colegas. Takahashi utilizó un cribado de mutagénesis directa en ratones tratados con N-ethyl-N-nitrosourea para crear e identificar mutaciones en genes clave que afectan ampliamente la actividad circadiana. Los mutantes CLOCK descubiertos mediante el cribado mostraron un período de actividad diaria anormalmente largo. Este rasgo resultó ser hereditario. Los ratones criados como heterocigotos mostraron períodos más largos de 24.4 horas en comparación con el período de control de 23.3 horas. Los ratones homocigotos para la mutación mostraron períodos de 27.3 horas, pero finalmente perdieron toda ritmicidad circadiana después de varios días en oscuridad constante. Esto demostró que los "genes CLOCK intactos" son necesarios para la función circadiana normal de los mamíferos. Función Se ha encontrado que la proteína CLOCK desempeña un papel central como factor de transcripción en el marcapasos circadiano. En Drosophila, el CLOCK (CLK) recién sintetizado está hipofosforilado en el citoplasma antes de entrar en el núcleo. Una vez en los núcleos, CLK se localiza en focos nucleares y luego se redistribuye de manera homogénea. CYCLE (CYC) (también conocido como dBMAL para el ortólogo de BMAL1 en mamíferos) forma dímeros con CLK a través de sus respectivos dominios PAS. Este dímero luego recluta al coactivador CREB-binding protein (CBP) y se fosforila aún más. Una vez fosforilado, este complejo CLK-CYC se une a los elementos E-box de los promotores de period (per) y timeless (tim) a través de su dominio bHLH, lo que causa la estimulación de la expresión génica de per y tim. Un gran exceso molar de las proteínas period (PER) y timeless (TIM) causa la formación del heterodímero PER-TIM que impide que el heterodímero CLK-CYC se una a los E-box de per y tim, bloqueando esencialmente la transcripción de per y tim. CLK se hiperfosforila cuando la quinasa doubletime (DBT) interactúa con el complejo CLK-CYC de manera dependiente de PER, desestabilizando tanto a CLK como a PER, lo que lleva a la degradación de ambas proteínas. El CLK hipofosforilado luego se acumula, se une a los E-box de per y tim y activa su transcripción una vez más.