Bioluminiscencia

La bioluminiscencia es el proceso a través del cual los organismos vivos producen luz, dando como resultado una reacción bioquímica en la que comúnmente interviene una enzima llamada luciferasa.

Es un fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos: bacterias, hongos, protistas unicelulares, celentéreos, gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos, equinodermos, peces, medusas.

La bioluminiscencia extracelular se da a partir de la reacción entre la luciferina y la luciferasa fuera del organismo.

Este fenómeno se conoce solo en animales marinos tales como los celentéreos, gusanos, moluscos, equinodermos y peces.

En diversos lugares del cuerpo los animales disponen de pequeñas vejigas, comúnmente llamadas fotóforos, donde guardan bacterias luminiscentes.

Algunas especies producen luz continua cuya intensidad puede ser neutralizada o modulada mediante diversas estructuras especializadas.

La relación entre la bacteria Vibrio fischeri y el calamar sepiólide Euprymna scolopes es un sistema que sirve como modelo de simbiosis en el laboratorio.

La bioluminiscencia no es lo mismo que fluorescencia, siendo la diferencia fundamental la fuente de donde se obtiene la energía.

Las primeras investigaciones sobre los fundamentos químicos de la bioluminiscencia se atribuyen al farmacólogo francés Raphaël Dubois.

En este proceso se llevan a cabo reacciones luciferina-luciferasa, en las que una sustancia proteica luminiscente (luciferina) es oxidada por la acción catalizadora de una enzima (luciferasa).

[1]​ El fenómeno de la bioluminiscencia lo podemos observar en organismos como en luciérnagas, en algunos hongos y bacterias, pero principalmente, en especies marinas.

En donde E es la luciferasa; LH2 es la luciferina; PPi es pirofosfato inorgánico y P es el producto de la reacción (oxiluciferina).

Las sedas pueden medir 30 cm y están cubiertas a intervalos regulares de gotitas pegajosas en las que quedan atrapadas sus víctimas.

Los cuales incluyen bacterias, dinoflagelados, radiolarios, hongos, ctenóforos, cnidarios, anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos, tunicados y peces.

Por esta razón, se piensa que la bioluminiscencia surgió independientemente muchas veces durante la evolución.

En cuanto a la simbiosis, las medusas disponen de pequeñas vejigas llamadas fotóforos, donde guardan bacterias luminiscentes, mismas que presentan la reacción química entre la coelenterazina y la luciferasa.

La reacción química del fluoróforo para el brillo solo requería oxígeno, disponible en la mayoría de las células vivas.

trasladaron estos conocimientos sobre GFP a una proteína fluorescente de color rojo en coral, otro marcador biológico potencial.

Gracias a este uso se ha reducido el efecto perjudicial de marcadores fluorescentes químicos, los cuales eran empleados en las investigaciones.

[20]​ Las medusas pueden ser una fuente importante tanto de productos alimenticios como de bioactivos amigables con el ambiente, ya sea nutracéuticos o farmacológicos, utilizados en la industria alimenticia y en la  medicina humana, incluyendo terapias contra el cáncer, enfermedades vasculares y enfermedades infecciosas como el SIDA.

[24]​ El Vampyroteuthis Infernalis, comúnmente nombrado 'calamar vampiro' está emparentado con pulpos y calamares pero en realidad se trata de una reliquia filogenética, el único representante vivo del orden Vampyromorphida.

Esta cortina luminosa, que puede permanecer casi 10 minutos, sirve para confundir a los posibles depredadores y le permite escurrirse entre las sombras, sin necesidad de nadar muy lejos.

[25]​ Algunos dinoflagelados, como por ejemplo Pyrodinium bahamense, tienen la capacidad de producir luz cuando las condiciones ambientales han sido muy favorables y su población ha sufrido un crecimiento exponencial una reacción luminosa.

[30]​ Todos los Agaricales bioluminiscentes conocidos son agáricos de esporas blancas que forman setas y pertenecen a cuatro linajes evolutivos distintos.

En el primero, una sustancia emisora de luz (llamada luciferina) es reducida por una enzima reductasa soluble a expensas del NAD(P)H. En la segunda etapa, la luciferina reducida es oxidada por una luciferasa insoluble que libera la energía en forma de luz verde azulada.

[31]​ Todas las especies luminiscentes conocidas son hongos lignícolas capaces de descomponer la lignina, que se encuentra en abundancia en la madera.

[14]​[38]​[39]​ Los operones lux también son regulados por coacción catabólica, porque sus promotores contienen sitios de unión a cAMP (adenosin monofosfato cíclico).

Por otra parte, la inducción en la síntesis de algunas enzimas, es frecuentemente reprimidas por la glucosa, incluso en presencia del inductor, la cual puede ser superada por medio del cAMP exógeno; la represión de la glucosa y la inversión por cAMP es a lo que se le llama represión catabólica.

La simbiosisde la bacteria Vibrio con numerosos invertebrados marinos y peces, por ejemplo, la hawaiana squid bobtail (Euprymna scolopes), son modelos experimentales clave para la bioluminiscencia.

Algunos ratones fueron modificados genéticamente para producir determinadas cantidades de proteínas con colores amarillo, cian y rojo, en células nerviosas individuales del cerebro.