जैविक घड़ी क्या है और यह किस प्रकार कार्य करती है? आन्तरिक व बाहरी कारकों का इसके संरोहण में क्या योगदान है?

जैविक घड़ी क्या है?

जैविक घड़ी एक आंतरिक समय-रखने वाली प्रणाली है जो जीवों के भीतर विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं को नियमित करती है। यह एक जटिल तंत्र है जिसमें मस्तिष्क के कुछ हिस्से (जैसे सुप्राकियास्मैटिक न्यूक्लियस - SCN), हार्मोन, जीन और व्यवहारिक संकेत शामिल होते हैं। यह घड़ी शरीर के तापमान, हार्मोन उत्पादन, नींद-जागने के चक्र और अन्य महत्वपूर्ण कार्यों को नियंत्रित करती है।

जैविक घड़ी कैसे कार्य करती है?

जैविक घड़ी का मुख्य नियंत्रक मस्तिष्क में स्थित सुप्राकियास्मैटिक न्यूक्लियस (SCN) होता है। SCN प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है और आंखों से प्राप्त संकेतों के माध्यम से बाहरी प्रकाश चक्र के साथ समन्वय स्थापित करता है। SCN फिर अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों और शरीर के अन्य हिस्सों में संकेत भेजता है, जिससे हार्मोन का उत्पादन और अन्य शारीरिक प्रक्रियाएं नियंत्रित होती हैं।

• मास्टर क्लॉक: SCN को 'मास्टर क्लॉक' माना जाता है क्योंकि यह अन्य परिधीय घड़ियों को सिंक्रनाइज़ करता है जो शरीर के विभिन्न अंगों और ऊतकों में पाए जाते हैं।
• हार्मोनल नियंत्रण: मेलाटोनिन, एक हार्मोन जो नींद को बढ़ावा देता है, SCN द्वारा नियंत्रित होता है। मेलाटोनिन का उत्पादन अंधेरे में बढ़ता है और प्रकाश में घटता है।
• जीन अभिव्यक्ति: 'क्लॉक जीन' नामक जीन का एक समूह जैविक घड़ी के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ये जीन एक फीडबैक लूप बनाते हैं जो लगभग 24 घंटे के चक्र को बनाए रखता है।

आंतरिक कारकों का योगदान

आंतरिक कारक जैविक घड़ी के संरोहण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

• जीन: क्लॉक जीन (जैसे PER, CRY, BMAL1) जैविक घड़ी के मूल ऑसिलेटर का निर्माण करते हैं। इन जीनों में उत्परिवर्तन (mutations) जैविक घड़ी के कामकाज को बाधित कर सकते हैं।
• हार्मोन: मेलाटोनिन, कोर्टिसोल और अन्य हार्मोन जैविक घड़ी के संरोहण में शामिल होते हैं। मेलाटोनिन नींद-जागने के चक्र को नियंत्रित करता है, जबकि कोर्टिसोल तनाव प्रतिक्रिया और ऊर्जा चयापचय को प्रभावित करता है।
• मस्तिष्क संरचनाएं: SCN, हाइपोथैलेमस और अन्य मस्तिष्क क्षेत्र जैविक घड़ी के कामकाज में शामिल होते हैं।

बाहरी कारकों का योगदान

बाहरी कारक, जिन्हें 'ज़िटगेबर' (Zeitgeber) कहा जाता है, जैविक घड़ी को सिंक्रनाइज़ करने में मदद करते हैं।

• प्रकाश: प्रकाश सबसे महत्वपूर्ण ज़िटगेबर है। SCN प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है और प्रकाश के संपर्क में आने से जैविक घड़ी रीसेट हो जाती है।
• तापमान: कुछ जीवों में, तापमान जैविक घड़ी को प्रभावित कर सकता है।
• सामाजिक संकेत: सामाजिक संपर्क और गतिविधियां भी जैविक घड़ी को प्रभावित कर सकती हैं।
• भोजन का समय: भोजन का समय भी जैविक घड़ी को प्रभावित कर सकता है, खासकर पाचन तंत्र में परिधीय घड़ियों को।

विभिन्न जीवों में जैविक घड़ियां

जीव	जैविक घड़ी का उदाहरण	विशेषता
मानव	नींद-जागने का चक्र, हार्मोन उत्पादन	SCN द्वारा नियंत्रित, प्रकाश के प्रति संवेदनशील
पौधे	पत्ती का खुलना और बंद होना, फूल आना	प्रकाश और तापमान के प्रति संवेदनशील
कीट	गतिविधि पैटर्न, प्रजनन चक्र	प्रकाश और तापमान के प्रति संवेदनशील