LUMINESCENCJA - [łac.], zjawisko emisji promieniowania elektromagnetycznego przez atomy i cząsteczki podczas ich przejścia ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego lub do stanu wzbudzonego o niższej energii, stanowiącego nadwyżkę nad promieniowaniem cieplnym ciała; także promieniowanie emitowane w procesie luminescencji.

Świecenie organizmów żywych nazywamy BIOLUMINESCENCJĄ.

Bioluminescencja jest światłem emitowanym przez niektóre organizmy żywe (bakterie, grzyby, pierwotniaki, skorupiaki, ryby), jako rezultat ich biochemicznej i enzymatycznej aktywności. Przypuszczalnie zjawisko to pojawiło się , kiedy pierwotna, beztlenowa atmosfera Ziemi zaczęła zmieniać skład, upodobniając się do tej, którą mamy obecnie. Dla ówczesnych organizmów tlen był śmiertelną trucizną, a luminescencja sposobem pozbycia się go z wnętrza komórki

Do organizmów wykazujących tę własność zaliczamy między innymi: bakterie, grzyby, pierwotniaki, skorupiaki, ryby.

Występowanie:

• Wodne, zwłaszcza słono - morskie

• narządy świetlne - symbioza bakterii z rybami, głowonogami, mięczakami, skorupiakami i gromadzenie się kultur

w wyspecjalizowanych organach tych zwierząt

• jako saprofity na ciałach martwych skorupiaków i ryb

FMNH₂ + RCHO + O₂ → FMN + H₂O + RCOOH + hע (490nm

Bioluminescencja powstaje w wyniku enzymatycznej reakcji chemicznej polegającej na utlenianiu związku zwanego lucyferyną (długołańcuchowy, alifatyczny aldehyd) tlenem atmosferycznym w obecności enzymu - lucyferazy.

Enzym ten łącząc się z kofaktorem FMNH_{2 ,} przy pomocy tlenu, przekształca aldehyd w kwas tłuszczowy, a sam ulega wzbudzeniu przechodząc na poziom wyższy energetycznie. W wyniku utleniania powstaje cząsteczka w stanie wzbudzonym - oksylucyferyna, której przejście do stanu podstawowego (korzystniejszego pod względem energetycznym) wiąże się z emisją światła (światło o długości fali 490 nm, zielono-niebieskie). Kofaktor zostaje utleniony do FMN.

Zastosowanie:

1. wyizolowanie kompleksu lucyferynowo - lucyferazowego otworzyło

wyspecjalizowanym firma biotechnologicznym możliwość komercyjnej

produkcji testów do wykrywania ATP. Takie testy dostępne są też w Polsce.

Służą do oceny higienicznej np. różnych urządzeń, maszyn itp.

2. obecność zanieczyszczeń chemicznych i toksyn zakłóca metabolizm bakterii

bioluminescencyjnych zmniejszając poziom natężenia emitowanego światła. Fakt

ten wykorzystano do opracowania metod oceny ogólnej biotoksyczności

różnych substancji ( kontrola wód powierzchniowych, ścieków i monitorowanie

zanieczyszczeń zagrażających środowisku naturalnemu np. test

bioluminescencyjny z wykorzystaniem liofilizowanych bakterii Vibrio fischer).

3. „świecące kwiaty”; wzbogacono stokrotkę o jeden gen meduzi (gen odpowiedzialny za syntezę GFP Green Fluorescent Protein) i w ten sposób,

dzięki inżynierii genetycznej powstały płatki, które oświetlone ultrafioletem

roztaczają żółtoseledynową poświatę

4. „świecące rybki”; Tajwańska firma Tajkong zasłynęła z hodowli

transgenicznych świecących rybek. Naukowcy uważali, że zbiją majątek na

tych rybkach. Jednak w 2003 roku w Singapurze na skutek protestów

ekologów, władze zabroniły tworzenia akwariów ze świecącymi rybkami.

5. prowadzi się badania, w których kryterium emisji światła jest używane do wykrywania i mierzenia siły ekspresji genów

6. Dowiedziono też rytm dobowy wcześniej scharakteryzowany tylko dla

eukariontów, może występować również u prokariontów, cyjanobakterii

Synechococcus.

Dziś bioluminescencja służy do sygnalizacji godowej, przywabiania zdobyczy-pokarmu, lub jak w przypadku grzybów, ułatwia rozmnażanie.

---