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En la naturaleza la ritmicidad nos rodea, desde los latidos del corazón hasta los ritmos de floración en plantas. Esta ritmicidad viene determinada en gran parte por las oscilaciones en la actividad de proteínas presentes en nuestras células que marcan los ritmos de los procesos que controlan. Los dos principales osciladores celulares son: 

• El reloj biológico o circadiano 
• El ciclo celular
• Ciclo telomérico

El ciclo celular se encarga de la división y el crecimiento de las células. Si el ciclo celular no funciona correctamente, los efectos en los organismos son dramáticos (el desarrollo de cáncer es uno de ellos). Por ello, el ciclo celular debe estar muy fuertemente regulado para evitar un posible mal funcionamiento.

El reloj circadiano es el responsable de generar las oscilaciones de procesos biológicos en coordinación con el ciclo de día y noche y los cambios de luz y temperatura asociados.

Científicos del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), liderado por la investigadora del CSIC Paloma Mas, han demostrado por primera vez en plantas( Arabidopsis thaliana )que el reloj circadiano controla la velocidad del ciclo celular.

El reloj circadiano va más lento debido a un aumento en la cantidad de TOC1, un componente esencial del reloj circadiano en plantas.No solo el reloj circadiano va más rápido cuando hay menos TOC1, sino que también el ciclo celular se acelera.

En especial, resultó muy evidente que el pico de expresión diurno del gen CDC6 se perdía totalmente como consecuencia del aumento de actividad de TOC1. CDC6 es una proteína clave en el ciclo celular, en particular durante la duplicación del ADN en la fase S.

Estos resultados demuestran que el mecanismo molecular por el cual el reloj circadiano regula el ciclo celular depende de la función represora de TOC1 sobre CDC6.Función represora de una proteína sobre un gen.

Los investigadores hipotetizaron que si el ritmo circadiano modificaba el ciclo celular, también podría tener un efecto en el desarrollo de tumores, que ocurren cuando las células proliferan sin control. 

Se infectó las plantas de Arabidopsis con una bacteria que induce la formación de tumores en la planta y comprobó que, efectivamente, el crecimiento de los tumores era distinto entre las plantas control y las plantas con el reloj circadiano alterado.

En las plantas que contenían más cantidad de TOC1, los tumores crecieron más lentamente que en las plantas control, lo que correlaciona con un ciclo celular más lento.

Según los autores, todo conocimiento que permita controlar el crecimiento y la productividad de las plantas tiene un interés agronómico. 

Este descubrimiento, además, abre la puerta a futuros estudios enfocados en identificar mecanismos que desaceleren el reloj circadiano como posible arma terapéutica para retrasar el desarrollo de tumores en humanos.

• Ciclo telomérico

Los telómeros son regiones de secuencias repetidas de nucleótidos que se encuentran en ambos extremos de cada cromosoma. Estas estructuras protegen el genoma de la degradación nucleotídica, la recombinación innecesaria y la fusión intercromosomal. 

Juegan un papel muy importante en la preservación de la información en nuestro genoma.

Como un proceso celular normal, durante cada división de la célula una pequeña porción de ADN telomérico se pierde. El acortamiento de los telómeros ocurre en cada replicación del ADN y, si continúa, conduce a la degradación cromosómica y muerte celular. La longitud de los telómeros puede, por tanto, servir como un reloj biológico para determinar la esperanza de vida de una célula y un organismo.

Recientes estudios mostraron una asociación entre la presencia de tas (asociaciones teloméricas) y el acortamiento telomérico, así como una correlación entre la reducción telómerica y el aumento de los niveles de telomerasa en diferentes tumores sólidos y neoplasias hematológicas. 

El hecho de que la mayoría de las neoplasias humanas presenten actividad de telomerasa podría indicar a dicha enzima como un marcador tumoral específico y prevalente, constituyendo un muy buen blanco para realizar terapia anti-cáncer utilizando inhibidores de la misma.