Zeitgeber

Centrala egenskaper hos dygnsrytmer är att de har en periodlängd på cirka ett dygn och att de kan anpassa sig efter intryck från omgivningen, så kallade zeitgebers, men även fortgå om organismen befinner sig i en miljö utan dem, genom att organismen själv fortsätter att generera signalerna autonomt, så kallad free-running. Även om mekanismerna för kroppens urverk varierar mellan olika organismer så har den vissa egenskaper som är gemensamma hos många olika arter. Hos djur, växter och svampar avläser (transkriberar) celler en eller flera ”daggener” och producerar proteiner enligt instruktionen. Dessa proteiner får cellen att öka mängden av andra proteiner, som i sin tur hämmar bildningen eller aktiviteten hos de förstnämnda proteinerna. Cellens koncentration av de olika proteinerna kommer att pendla fram och tillbaka. Den exakta periodlängden kan variera något beroende på art, men ligger vanligen mellan 22 och 25 timmar. Då de olika klockproteinerna påverkar andra processer i cellen kommer deras pendling att skapa en dygnsrytm. Eftersom det är en inre process som fortgår av sig själv behöver organismen inga signaler från omgivningen för att följa sin egen rytm. Klockproteinerna kan dock (indirekt) påverkas av externa stimuli, så kallade zeitgebers (tyska för tidgivare). Vilka externa stimuli som kan fungera som zeitgebers är olika för olika arter, men den viktigaste och kanske mest kända för de flesta arter är ljus. Andra zeitgebers är till exempel temperaturförändringar och sociala stimuli (jämför väckarklocka). Sambandet mellan den fas då en organism exponeras för en zeitgeber och hur fasen påverkas kan också uttryckas grafiskt som en så kallad fas-respons-kurva (PRC, phase response curve). Hur kraftigt en zeitgeber påverkar dygnsrytmen beror alltså dels på vid vilken fas i sin dygnsrytm organismen utsätts för zeitgebern, och dels dess intensitet. Ju intensivare en zeitgebersignal är, desto mer kommer klockproteinerna och därigenom dygnsrytmen att påverkas av den. Starkt ljus har alltså förmågan att ändra den inre klockan mer än svagt ljus.