I criptocromi sono fotorecettori della luce blu (400-499 nm) che regolano la crescita e lo sviluppo nelle piante e l'orologio circadiano nelle piante e negli animali
I criptocromi (CRY1, CRY2) sono proteine che appartengono alla superfamiglia delle flavoproteine derivati e strettamente correlati alle fotoliasi. Questi ultimi sono enzimi attivati dalla luce e coinvolti nella riparazione del danno al DNA indotto dai raggi U.V.
Svolgono funzioni nella regolazione delle risposte delle piante, come fioritura fotoperiodica, sviluppo delle radici, risposte ai patogeni batterici e virali e l'apertura stomatica.
Struttura
La maggior parte dei criptocromi è composta da due domini, una regione correlata alla fotoliasi (PHR) amminoterminale e un dominio carbossiterminale. La regione PHR sembra legare due cromofori che assorbono la luce. Un cromoforo è la flavina adenina dinucleotide (FAD) e l'altro 5,10-metiltetraidrofolato (MTHF).
Si ipotizza che i fotoni eccitino gli elettroni della molecola di flavina, provocando una reazione redox e cambiamenti conformazionali dei fotorecettori
I criptocromi fotoeccitati sono fosforilati e adottano una conformazione aperta, che interagisce con le proteine partner di segnalazione. Si ha così una alterazione dell'espressione genica sia a livello trascrizionale che post-traduzionale e di conseguenza i programmi metabolici e di sviluppo delle piante.
I segnali luminosi sono percepiti e trasdotti da almeno quattro classi specializzate di fotorecettori: i criprocromi che rilevano la luce blu, le proteine UV-A percepiscono anche la luce blu, i fitocromi rilevano principalmente la luce rossa e la luce rossa lontana, mentre la proteina UVR8 rileva la luce UV-B.
Orologio cicardiano
Durante il giorno, tutti gli organismi sono esposti a ritmi ambientali dovuti al passaggio dalla luce al buio e alla variazione della temperatura. Specifici sensori di luce e temperatura consentono agli organismi di percepire e rispondere a questi cambiamenti, mantenendo l'equilibrio omeostatico. Diversi organismi hanno sviluppato un meccanismo di temporizzazione interno noto come orologio circadiano. Esso consente di anticipare e allineare i processi biologici con questi ritmi quotidiani. Gli orologi circadiani quindi forniscono agli organismi la capacità di sincronizzare le loro risposte fisiologiche interne con l'ambiente esterno con un processo che avviene attraverso la percezione di stimoli interni ed esterni. Nella maggior parte degli organismi viventi, comprese le piante, la percezione degli stimoli luminosi è essenziale. Nelle piante, l'orologio circadiano controlla un'importante serie di processi tra cui la fotosintesi, la termomorfogenesi, la segnalazione ormonale, la risposta allo stress biotico e abiotico e il tempo di fioritura .
