Nhịp điệu sinh học hằng ngày
Ở thực vật

Nhịp điệu sinh học hằng ngày cây trồng cho cây biết hiện đang là mùa nào và khi nào nở hoa để có cơ hội thu hút thụ phấn. Các hành vi thể hiện nhịp điệu bao gồm chuyển động của lá, tăng trưởng, nảy mầm, trao đổi chất khí / khí khổng, hoạt động của enzim, hoạt động quang hợp và phát ra mùi thơm, trong những thứ khác. Nhịp điệu sinh học xảy ra khi một thực vật điều chỉnh để đồng bộ với chu kỳ ánh sáng của môi trường xung quanh của nó. Những nhịp điệu này được tạo ra nội sinh và tự duy trì và tương đối ổn định trong một phạm vi nhiệt độ xung quanh. Các tính năng quan trọng bao gồm hai vòng liên hệ ngược (feedback loop) phiên mã-phiên dịch tương tác: các protein có chứa các lĩnh vực PAS, tạo thuận lợi cho tương tác protein-protein; và một số bộ cảm nhận ánh sáng để điều chỉnh đồng hồ theo các điều kiện ánh sáng khác nhau. Sự lượng trước những thay đổi trong môi trường cho phép những thay đổi thích hợp trong trạng thái sinh lý của thực vật, mang lại lợi thế thích nghi. Sự hiểu biết tốt hơn về nhịp sinh học của cây trồng có những ứng dụng trong nông nghiệp, như giúp nông dân thu hái mùa màng để mở rộng mùa vụ và bảo vệ chống lại những tổn thất lớn do thời tiết.
Ánh sáng là tín hiệu mà thực vật đồng bộ đồng hồ bên trong với môi trường của chúng và được cảm nhận bởi rất nhiều bộ cảm nhận ánh sáng. Ánh sáng đỏ và xanh được hấp thụ thông qua một số phytochromes và cryptochromes. Một phytochrome, phyA, là phytochrome chính trong mầm cây trồng phát triển trong bóng tối nhưng nhanh chóng thoái hóa trong ánh sáng để tạo ra Cry1. Phytochromes B-E ổn định hơn với phyB, phytochrome chính trong mầm cây phát triển trong ánh sáng. Gen cryptochrome cũng là một thành phần nhạy sáng của đồng hồ sinh học và được cho là liên quan đến cả hai như một bộ cảm thụ ánh sáng và là một phần của cơ chế máy tạo nhịp nội sinh. Cryptochromes 1-2 (liên quan đến blue-UVA) giúp duy trì độ dài thời gian trong đồng hồ thông qua một loạt các điều kiện ánh sáng.
Dao động trung tâm tạo ra nhịp điệu tự duy trì và được điều khiển bởi hai vòng phản hồi tương tác đang hoạt động vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Vòng buổi sáng bao gồm CCA1 (Circadian và Clock-Associated 1) và LHY (Hypocotyl kéo dài muộn), nó mã hóa các yếu tố sao chép MYB liên quan chặt chẽ để điều chỉnh nhịp sinh học trong Arabidopsis, cũng như PRR 7 và 9 (Pseudo-Response Regulators). Vòng tối bao gồm GI (Gigantea) và ELF4, cả hai đều tham gia vào việc điều hòa gen thời gian ra hoa. Khi CCA1 và LHY bị biểu hiện quá mức (dưới điều kiện ánh sáng hoặc bóng tối liên tục), thực vật trở nên loạn nhịp, và các tín hiệu mRNA giảm, góp phần vào một vòng lặp phản hồi tiêu cực. Biểu hiện gen của CCA1 và LHY dao động và đỉnh vào đầu buổi sáng, trong khi biểu hiện gen TOC1 dao động và đỉnh vào đầu buổi tối. Mặc dù trước đây đã giả thuyết rằng ba gen này mô hình một vòng lặp phản hồi tiêu cực, trong đó các CCA1 và LHY nén quá mức TOC1 và TOC1 thể hiện quá mức là một chất điều hoà dương của CCA1 và LHY, nó đã được Andrew Millar và những người khác cho thấy trong thực tế TOC1 phục vụ như là một chất ức chế không chỉ của CCA1, LHY, và PRR7 và 9 vào buổi sáng mà còn của GI và ELF4 vào buổi tối. Phát hiện và mô hình tính toán thêm các chức năng và tương tác gen của TOC1 cho thấy việc tái tạo lại đồng hồ sinh học cây trồng là một mô hình phản ứng lại thành phần tiêu cực ba lần chứ không phải là vòng phản hồi của phần tử dương tính / phủ định mô tả đồng hồ ở động vật có vú.