seminario sobre la bioluminiscencia

Seminario sobre la

Bioluminiscencia Realizado por: Manuel Pedro Jiménez García. DNI: 44651635X Profesor: Dr. Miguel Ángel Medina. Asignatura: Bioquímica. Curso: 2ºB, Licenciatura Biología (UMA).

Seminario Bioluminiscencia

2

Seminario sobre la Bioluminiscencia

Índice:

o Introducción a la bioluminiscencia: Luminiscencia. Cromóforo.

Quimioluminiscencia.

Desde la página 3, hasta la página 5.

o Tipos de agentes quimioluminiscentes y bioluminiscentes.


o Bioluminiscencia. Tipos de bioluminiscencia.


o Bioluminiscencia: Procesos bioquímicos.


o Origen de la bioluminiscencia. Funciones y distribución en los seres vivos.


o Proteína GFP. Formación del cromóforo en GFP y derivados.


o Aplicaciones biológicas de la bioluminiscencia.


o Premios nobeles de química 2008 (relacionados con la bioluminiscencia).


o Bibliografía.

Desde la página 43, hasta final de página .


3

Índice:

o Introducción a la bioluminiscencia: Luminiscencia. Cromóforo. Quimioluminiscencia.




o Origen de la bioluminiscencia. Funciones y distribución en los seres vivos.



o Premios nóbeles de química 2008 (relacionados con la bioluminiscencia).

o Bibliografía.

o Introducción a la bioluminiscencia: Luminiscencia. Cromóforo.

Quimioluminiscencia.

Luminiscencia es toda luz cuyo origen no radica exclusivamente en las altas temperaturas, por el contrario, es una forma de "luz fría" en la que la emisión de radiación lumínica es provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja.

Cuando un sólido recibe energía procedente de una radiación incidente, ésta es absorbida por su estructura electrónica y posteriormente es de nuevo emitida cuando los electrones vuelven a su estado fundamental. En función de la radiación que estimula esta emisión, tendremos los siguientes procesos luminiscentes:

Cuando la excitación se debe a radiaciones ionizantes:

• Fotoluminiscencia: es una luminiscencia en la que la energía activadora es de origen electromagnético (rayos ultravioletas, rayos X o rayos catódicos).

• Catodoluminiscencia: si el origen es un bombardeo con electrones acelerados.

• Radioluminiscencia: si el origen es una irradiación con rayos α, β o γ (fue observada por primera vez por Pierre Curie y Marie Curie con el elemento radio.).

Cuando la excitación se debe a otros factores:

• Quimioluminiscencia: la luminiscencia se genera mediante una reacción química.

• Triboluminiscencia: generada por energía mecánica.

• Electroluminiscencia: producida por energía eléctrica.

• Bioluminiscencia: se debe a energía biológica producida por rutas metabólicas.

• Sonoluminiscencia: relacionada con las ondas sonoras.

Un cromóforo es la parte o conjunto de átomos de una molécula responsable de su color. También se puede definir como una sustancia que tiene muchos electrones capaces de absorber energía o luz visible, y excitarse para así emitir diversos colores, dependiendo de las


4

longitudes de onda de la energía emitida por el cambio de nivel energético de los electrones, de estado excitado a estado basal.

Cuando una molécula absorbe ciertas longitudes de onda de luz visible y transmite o refleja otras, la molécula tiene un color. Un cromóforo es una región molecular donde la diferencia de energía entre dos orbitales atómicos cae dentro del rango del espectro visible. La luz visible que incide en el cromóforo puede también ser absorbida excitando un electrón a partir de su estado de reposo.

En las moléculas biológicas útiles para capturar o detectar energía lumínica, el cromóforo es la semimolécula que causa un cambio en la conformación del conjunto al recibir luz.

Los cromóforos se presentan casi siempre en una de dos formas: sistemas conjugados π o complejos metálicos.

• Sistemas conjugados π: los niveles de energía que alcanzan los electrones son orbitales π generados a partir de series de enlaces simples y dobles alternados, como sucede en los sistemas aromáticos. Los ejemplos más comunes son los colorantes retinianos, licopeno, β-caroteno, y antocianinas.

• Los cromóforos de complejos metálicos: surgen de la división de orbitales "d" al vincular metales de transición con ligantes. Algunos ejemplos de estos cromóforos se encuentran en la clorofila, usada por los vegetales para la fotosíntesis, la hemoglobina, la hemocianina.

Una característica común en bioquímica son los cromóforos formados por cuatro anillos de pirrol, que pueden ser de dos tipos:

• Pirroles en cadena abierta, no metálica. Ejemplos: fitocromo, ficobilina, y bilirubina. • Pirroles en anillo (porfirina), con un ion metálico: hemoglobina, clorofila.

La quimioluminiscencia tiene lugar cuando una molécula emite un fotón como resultado de

una reacción química en la cual uno de los productos intermedios o finales, es llevado a un

estado excitado, y retorna a su estado fundamental emitiendo luz. El fenómeno de la

quimioluminiscencia, se produce adiabáticamente, o sea, sin pérdida ni ganancia de energía en

forma de calor. Se podría definir como la producción química de luz.

La mayoría de las reacciones quimioluminiscentes son de tipo oxidativo, pues se necesita una

gran cantidad de energía para producir un fotón (aproximadamente 200 kJ, según la longitud

de onda) y utiliza oxígeno (O2) o peróxido de hidrógeno (H2O2) y un sustrato oxidable.

Términos confusos

La quimioluminiscencia se confunde con frecuencia con la fluorescencia, sin embargo, de lo

explicado hasta ahora se desprende que existe una clara diferencia entre ambos procesos

luminiscentes, que radica en la fuente de energía que lleva a la molécula a un estado de

excitación electrónica.


5

Se ha de tener en cuenta que para la producción de luz, los compuestos quimioluminiscentes

son destruidos en el proceso, mientras que los fluorescentes no lo son, pudiendo repetirse la

medida de su fluorescencia.

Para diferenciar, a su vez, fluorescencia de fosforescencia, tenemos que tener en cuenta una unidad de tiempo determinada, así pues, la emisión de luz tiene lugar a un tiempo característico (τ) después de la absorción de la radiación, y es este parámetro el que permite subdividir la luminiscencia en:

Fluorescencia: Se restringe a la luminiscencia causada por rayos ultravioleta (ya sean U.V.A (onda corta), U.V.B (onda media), o U.V.C (extremos)). La fluorescencia se produce si τ < 0,00000001 segundos (10-8 segundos).

Fosforescencia: Es una luminiscencia que perdura una vez cortada la excitación, Si τ > 0,00000001 segundos (10-8 segundos).

Bioluminiscencia es el nombre que se da a una forma especial de quimioluminiscencia que se

observa en los organismos vivos, en los que una enzima aumenta la eficiencia de la reacción

quimioluminiscente favoreciendo la oxidación de un sustrato específico. El fenómeno de la

bioluminiscencia está ampliamente representado en la naturaleza y ya era conocido en la

antigüedad.

El rendimiento cuántico de una reacción quimioluminiscente es el cociente entre el número de

fotones emitidos y el número de moléculas que reaccionan.

En las reacciones quimioluminiscentes, el rendimiento cuántico rara vez es mayor de 0.01; sin

embargo, en las reacciones bioluminiscentes es mucho mayor, incluso se aproxima a la unidad.


� Factores quimioluminiscentes:

Los sistemas quimioluminiscentes que se describen a continuación tienen en común que son

detectores de peróxido de hidrógeno.

- Luminol y sus derivados: el luminol (5-amino-2,3-dihidroftalazina) es una de las

moléculas quimioluminiscentes más estudiadas. Químicamente es una diacilhidracida

cíclica cuyas características luminiscentes dependen mucho de la posición del grupo

amino. Un desplazamiento en el grupo amino reduce la eficiencia cuántica. El

isoluminol posee una décima parte de la eficiencia cuántica del luminol. La eficiencia,

la longitud de onda y el pH óptimo de emisión del luminol dependen mucho de las

condiciones de reacción. La reacción del luminol y sus derivados en solución acuosa

precisan de un oxidante fuerte (H2O2, O2, CLO- o MnO4-). Para conseguir la máxima


6

eficiencia es necesaria la ayuda de un catalizador o cooxidante (Cu+2, Fe(CN6)3- o el

grupo hemo).

Quizá el grupo hemo sea el catalizador más eficaz, mientras que el mejor medio sería

el tampón de carbonato. El pH óptimo varía con el catalizador u oxidante, pero para la

mayoría de sistemas oxidantes está cerca de 11.

- Éster de acridinio: esta molécula presenta ventajas respecto al luminol debido a que la

reacción quimioluminiscente se produce con la simple presencia de peróxido de

hidrógeno en medio alcalino. La rapidez de la cinética de emisión del éster de

acridinio, con un máximo a los 0’1 segundos, de la inyección del reactivo de oxidación

y un tiempo medio de descenso de la intensidad de la quimioluminiscencia producida

de 1’1 segundos, permite obtener resultados reproducibles integrando la emisión sólo

entre 5 y 10 segundos por muestra. Este compuesto tiene cada vez mayor aplicación

en inmunoanálisis, pues cumple los requisistos necesarios para ser un buen marcador.

- Lucigenina: la lucigenina (nitrato de bis N-metilacridinio) emite luz cuando tiene lugar

la reacción de oxidación por el peróxido de hidrógeno en una solución básica y en

presencia de iones metálicos catalizadores como el Pb2+. Gran parte de los estudios

que se han realizado con esta molécula han sido en relación con sus reacciones

enzimáticas, especialmente con la enzima xantina-oxidasa (EC 1.1.3.22) que tiene que

ver en reacciones que implican a bases púricas.

- Ésteres de oxalato: algunos diaril oxalatos como el bis(2,4,6-triclorofenil)oxalato

emiten luz cuando son oxidados por peróxido de hidrógeno. Un problema que

presentan estos compuestos es su elevada susceptibilidad a ser hidrolizados. Sin

embargo, el bis(2,4,6-triclorofenil)oxalato es uno de los más estables y no presenta

estos inconvenientes.

El bis(2,4,6-triclorofenil)oxalato no es tan sensible como el luminol para la detección

del peróxido de hidrógeno.

- Otros sistemas quimioluminiscentes: se han descrito muchos otros sistemas

quimioluminiscentes. Por ejemplo, la lofina es oxidada en condiciones alcalinas para

dar luz amarilla y la siloxina se oxida en medio ácido para producir una luz anaranjada,

dependiendo del oxidante y del grado de oxidación. Algunos fenoles polihídricos,

como el pirogalol o el ácido gálico, también presentan características

quimioluminiscentes.


7

� Factores bioluminiscentes:

A pesar de que existe un elevado número de organismos bioluminiscentes, menos del 1% de

las especies biológicas con bioluminiscencia que se conocen se han estudiado con detalle, así

pues:

- Photinus-luciferina-4-monooxigenasa (hidrolizante de ATP) (EC 1.13.12.7): es el sistema

bioluminiscente más estudiado. Se encuentra en la luciérnaga americana (Photinus

pyralis), el ATP actúa como cofactor de la enzima photinus-luciferina-4-

monooxigenasa, también conocida como “luciferasa”, que requiere además Mg2+,

oxígeno molecular, y de su sustrato, luciferina.

La reacción tiene lugar en condiciones óptimas a 25ºC y con pH=7.8. Los cambios en el

pH, fuerza iónica y temperatura pueden alterar la potencia radiante y la longitud de

onda de la emisión de luz.

Luciferasa presente en la luciérnaga Photinus pyralis

- Luciferina de luciérnaga

orgánico poliheterocíclico, cuya fórmula molecular es 2

tiazolina-4-ácido carboxílico. Es el sustrato de la enzima luciferasa de luciér

(explicada anteriormente).

- Alcanal-monooxigenasa (unida a FMN) (EC 1.14.14.3)

bacterias marinas bioluminiscentes se ha centrado en dos tipos:

(Photobacterium fisheri) y Vibrio fisheri

producción de luz son FMN

cadena larga, oxígeno y alcanal

como luciferasa bacteriana.

Luciferina en sí, no existe en bacterias, pero sí utiliza

sustrato de la luciferasa bacteriana, y se necesita, para que se produzca la reacción

flavín mononucleótido y oxígeno.

- Aequorina: el sistema bioluminiscente de las medusas del género

en unos complejos cromóforo

forma específica con el ion calcio

de onda máxima producida: 469 nm), independientemente del oxígeno disuelto.

que, la interacción de la aequorina con el

de color azul, que excita a la proteína GFP, que al volver a su estado fundamental

produce una radiación de color verde.


8

Luciferina de luciérnaga: luciferina de la luciérnaga Photinus pyralis es un ácido

orgánico poliheterocíclico, cuya fórmula molecular es 2-(6-hidroxibenzotiazol

carboxílico. Es el sustrato de la enzima luciferasa de luciér

(explicada anteriormente).

monooxigenasa (unida a FMN) (EC 1.14.14.3): la mayoría de los estudios sobre

bacterias marinas bioluminiscentes se ha centrado en dos tipos: beneckea harveyi

(Photobacterium fisheri) y Vibrio fisheri. In vitro, los componentes requeridos para la

producción de luz son FMN (flavín mononucleótido) reducido , un aldehído alifático de

cadena larga, oxígeno y alcanal-monooxigenasa (unida a FMN), también conocida

como luciferasa bacteriana.

no existe en bacterias, pero sí utiliza al aldehído alifático


flavín mononucleótido y oxígeno.

FMN (flavín mononucleótido)

el sistema bioluminiscente de las medusas del género Aequorea

en unos complejos cromóforo-proteína denominados fotoproteínas que reaccionan de

forma específica con el ion calcio (Ca+2) produciendo una reacción luminosa ( longitud

roducida: 469 nm), independientemente del oxígeno disuelto.

que, la interacción de la aequorina con el ion calcio da lugar a una radiación luminosa


radiación de color verde.

Cromóforo de Aequorina (luciferina)

las medusas del género Aequorea


es un ácido

hidroxibenzotiazol-2-il)-2-

carboxílico. Es el sustrato de la enzima luciferasa de luciérnaga

la mayoría de los estudios sobre

beneckea harveyi

. In vitro, los componentes requeridos para la

, un aldehído alifático de

monooxigenasa (unida a FMN), también conocida

al aldehído alifático como


FMN (flavín mononucleótido)

Aequorea consiste

proteína denominados fotoproteínas que reaccionan de

produciendo una reacción luminosa ( longitud

roducida: 469 nm), independientemente del oxígeno disuelto. Por lo

calcio da lugar a una radiación luminosa


(luciferina) presente en

Aequorea


9

La proteína GFP, presenta un grupo en el conjunto de su estructura (cromóforo), que

tiene la propiedad de producir radiación lumínica de color verde, tras ser irradiado con

luz azul. Por lo que, la radiación azul producida por la fosfoproteína aequorina es

redireccionada para ser transformada en radiación verde a través de la GFP:

Cromóforo fluorescente (fluóforo) de la proteína GFP

- Luciferina Latia: quimicamente es el compuesto (E)-2-metil-4-(2,6,6-trimetil-1-ciclohex-1-il)-1-buten-1-ol. Este tipo de luciferina se encuentra en el grupo de moluscos gasteópodos Latia neritoides. La enzima que cataliza esta luciferina se conoce como luciferina latia monooxigenasa, o simplemente luciferasa latia. (Casi todas las luciferasas son monooxigenasas).

- Colenterazina: se encuentra en

quetognatos, peces y algunos crustáceos. Concretamente, es el grupo prostético de la proteína aequorina, responsable de la emisión de luz azules el grupo prostético de la aequorinade animales citados con anterioridad, para producir bioluminiscencia.

- Luciferina de dinoflageladosdinoflagelados e incluso en algunos tipos de krill. Asemeja a un tetrapirrol, con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para formar un anillo mayor de porfirina, como en la clorofila, en cuasimilar. Cabe añadir que no presenta átomo metálico centrallos cuatro pirroles se encuentra unido con un atomo de hidrógeno, haciendo imposible que se forme enlace de coordinación bioinorgánica (con un átomo metá

- Vargulina (cipridina): compuesto que actúa de luciferina en algunos ostrácodos, y peces de la zona abisal. Tal y como llo que emite luz de color azul en los animales citados.


10

: se encuentra en algunos ctenóforos, cnidarios, copépodos, quetognatos, peces y algunos crustáceos. Concretamente, es el grupo prostético de la proteína aequorina, responsable de la emisión de luz azul en algunas medusas

prostético de la aequorina, y además, actúa de “luciferina” en los grupos de animales citados con anterioridad, para producir bioluminiscencia.

Luciferina de dinoflagelados: es un derivado de la clorofila, que se encuentra en dinoflagelados e incluso en algunos tipos de krill. Presenta una estructura compleja.Asemeja a un tetrapirrol, con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para formar un anillo mayor de porfirina, como en la clorofila, en cualquier caso es muy similar. Cabe añadir que no presenta átomo metálico central, ya que el nitrógeno de los cuatro pirroles se encuentra unido con un atomo de hidrógeno, haciendo imposible que se forme enlace de coordinación bioinorgánica (con un átomo metá

: compuesto que actúa de luciferina en algunos ostrácodos, y peces de la zona abisal. Tal y como la colenterazina, es una imidazo-piridazinona, por lo que emite luz de color azul en los animales citados.


ctenóforos, cnidarios, copépodos, quetognatos, peces y algunos crustáceos. Concretamente, es el grupo prostético de la

en algunas medusas, ya que actúa de “luciferina” en los grupos

de animales citados con anterioridad, para producir bioluminiscencia.

, que se encuentra en Presenta una estructura compleja.

Asemeja a un tetrapirrol, con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para lquier caso es muy

, ya que el nitrógeno de los cuatro pirroles se encuentra unido con un atomo de hidrógeno, haciendo imposible que se forme enlace de coordinación bioinorgánica (con un átomo metálico).

: compuesto que actúa de luciferina en algunos ostrácodos, y piridazinona, por


11


Se conoce como bioluminiscencia a la producción de luz de ciertos organismos vivos a través

de diferentes mecanismos biomoleculares, que siguen rutas metabólicas específicas. Es un

fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos: bacterias, hongos, protistas

unicelulares, celentéreos, gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos,

equinodermos, peces, etc.

Tipos de bioluminiscencia

Puede hablarse de tres tipos principales de bioluminiscencia: la intracelular, la extracelular y la de bacterias simbióticas.

Bioluminiscencia debida a procesos intracelulares:

La bioluminiscencia intracelular es generada por células especializadas del propio cuerpo de algunas especies pluricelulares o unicelulares(como dinoflagelados) y cuya luz se emite al exterior a través de la piel o se intensifica mediante lentes y materiales reflectantes como los fotóforos, como pueden ser: cristales de urato de las luciérnagas o las placas de guanina de ciertos peces. Este tipo de luminiscencia es propia de muchas especies de calamar y de dinoflagelados, en especial del género Protoperidinium.

Pyrodinium bahamense (causantes de las mareas rojas).

Los dinoflagelados son generalmente responsables de la luminosidad difusa de la superficie del mar. Este efecto solo se puede observar de noche, especialmente si el agua se agita o se rompe por una ola.


12

Cristales de urato en las luciérnagas:

Estos complejos órganos fotóforos de invertebrados se componen de los siguientes aparatos:

- CY: cilindros. - DZ: zona diferenciada. - MI: mitocondria - N: nervios. - NE: nervatura final. - PC: fotocitos. - RO: roseta (unidad). - T: traquea (de

invertebrados). - TEO: tráquea de final

de órgano. - Tr: traqueolas.

Se produce las reacciones bioquímicas que dan lugar a la bioluminiscencia en la luciérnaga, en los fotocitos.

Es decir, en estas células se encuentran las enzimas y sustratos necesarios para que tengan lugar las reacciones bioluminiscentes.


13

Bioluminiscencia debida a secreciones extracelulares:

La bioluminiscencia extracelular se da a partir de la reacción entre la luciferina y la luciferasa fuera del organismo. Una vez sintetizados, ambos componentes se almacenan en glándulas diferentes en la piel o bajo ésta. La expulsión y consecuente mezcla de ambos reactivos en el exterior producen nubes luminosas. Este tipo de luminiscencia es común a bastantes crustáceos y algunos cefalópodos abisales.

Imagen de luminiscencia azul de un ostrácodo del género Cypridina

Pholas dactylus, ostrácodo, que

realiza bioluminiscencia

extracelular, a través de células

fotogénicas.


14

Simbiosis con bacterias luminiscentes:

Este fenómeno se conoce sólo en animales marinos tales como los celentéreos, gusanos, moluscos, equinodermos y peces. Es el fenómeno de luminiscencia de origen biológico más extendido en el reino animal.

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. Normalmente los órganos luminosos están conectados al sistema nervioso, lo que permite al animal controlar la emisión lumínica a voluntad.

Pez abisal. Bioluminiscencia por simbiosis con bacterias que viven en el extremo de la antena frontal.

Fotóforos:

En muchas especies marinas de crustáceos, cefalópodos y peces existen fotóforos muy especializados para la producción de la luz, de complejidad variada, constituidos por capas reflectantes, lentes, pantallas pigmentadas asociadas con las células fotógenas. Estos órganos están particularmente desarrollados, sobre todo en las especies que viven a gran profundidad. Si tomamos todos los fotóforos de un cefalópodo, se observa que de una estructura relativamente sencilla se pasa a estructuras muy complejas.

Un tipo muy sencillo de fotóforo es el de un grupo de sepias o de peces; consiste en una masa de células fotógenas que se apoyan sobre una capa de células alargadas y paralelas transparentes que forman una especie de cristalino, mientras que en la posición opuesta las células se encuentran situadas de manera que forman tres capas concéntricas: una capa interna de células fotógenas, una intermedia de células pigmentadas que actúa como pantalla. La lente cristalina está recubierta por células epidérmicas transparentes que pueden contener pantallas coloreadas.


15

Las fibras nerviosas penetran a través de la pared pigmentada del fotóforo y se ramifican entre las células fotógenas, por lo que este proceso está controlado en todo momento por el organismo portador de estos fotóforos.

Ontogenia de un fotóforo en un organismo marino:

- Bacteria: Vibrio fisheri [figuras 1 y 2] - Organismo marino: calamar (Euprymna scolopes) [figuras 3, 4 y 5]

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

En su fase juvenil, Euprymna scolopes posee una serie de apéndices recubiertos de mucosidad alrededor de su órgano luminoso con los que recoge bacterias Vibrio fischeri del entorno marino. Ésta mucosidad supone un medio óptimo para este tipo concreto de bacterias, de ahí


16

que se desarrolle sólo este tipo bacteriano, además, el calamar sepióide vive en zonas donde abunda este tipo bacteriano.

Cuando la cantidad bacteriana es suficiente, los apéndices mueren al tiempo que el órgano luminoso madura en un proceso fisiológico que se ha asociado con la aparición de la citotoxina traqueal propia de este grupo de calamares (descubierto por Tanya Koropatnick, Universidad de Hawaii).

Figuras 1 y 2: bacterias Vibrio fisheri(1), cultivo de Vibrio

fisheri a luz normal, y sin luz mostrando bioluminiscencia(2).

Figuras 3(primera a la izquierda), 4(segunda a la

derecha) y 5(inferior):

Calamar Euprymna scolopes en cautividad (3)

Calamar Euprymna scolopes emitiendo bioluminiscencia

(4).

Receptáculos para Vibrio fisheri en el calamar Euprymna

scolopes, se aprecia la bioluminiscencia que emiten las

bacterias contenidas en los fotóforos (5).


17


La producción de bioluminiscencia en los animales es un proceso químico complejo en el que la oxidación de un sustrato de proteína luciferina es catalizado por la enzima luciferasa. La luciferina acompañada de la enzima luciferasa, la molécula energética ATP y el oxígeno generan la luz bioluminiscente. La combinación entre la luciferina y el oxígeno provoca la oxidación de la luciferina dando lugar a la oxiluciferina. Esta reacción necesita del ATP para generar moléculas de oxiluciferina en estado excitado. Posteriormente los átomos de oxiluciferina vuelven a su estado fundamental generando luz visible. Esta reacción se produciría en todos los casos sin la necesidad de la presencia de la luciferasa, sin embargo en el mundo animal la bioluminiscencia debe producirse en cuestión de segundos o incluso menos de un milisegundo, ya que en la mayoría de casos se usa como sistema de defensa. Por esa razón se requiere la enzima luciferasa que hace que la reacción sea mucho más rápida.

Resumen de pasos en la reacción bioluminiscente:

1. Luciferina reacciona con O2 en presencia de ATP. 2. Enzima luciferasa interviene para acelerar la reacción. 3. Como producto se producen [oxiluciferina]* en estado excitado y otros compuestos.

4. Oxiluciferina vuelve a su estado fundamental, liberando radiación lumínica (hυυυυ).

Por otro lado cabe destacar que la luciferina cambia según el organismo. Mantiene su naturaleza proteica en la mayoría de los casos, y es únicamente una región determinada del péptido la que presenta la reacción principal que da lugar a la bioluminiscencia, por lo que las luciferinas van desde residuos aromáticos, alifáticos, hasta compuestos derivados de la clorofila.

La gran diversidad de luciferinas hace posible que el color de la luz que se produce en la bioluminiscencia sea diferente según la especie. En todas las especies animales investigadas hasta hace poco tiempo, los colores se encontraban en la sección visible del espectro y siempre va del verde al azul. Cuando se observaban otros colores se debían a la alteración del tono original mediante órganos fotóforos que actuaban como filtros o superficies reflectantes distorsionadoras. Sin embargo, recientemente se han descubierto especies como en la medusa abisal Periphylla periphylla (imágenes siguientes), que puede producir tonalidades rojizas.

La radiación bioluminiscente se compone habitualmente de entre un 80% y un 90% de luz fría y entre un 10% y un 20% de emisión de calor, aunque hay ciertos estudios que hacen estimaciones cercanas al 100% de luz fría.

Grupos de reacciones Según los diferentes organismos, o lo que es lo mismo, los diferentesluciferasas: o En luciérnagas:

En luciérnagas, ocurre el proceso anteriormen

Luciferina + ATP-Mg2+

+ O2 � oxiluciferina +

Vamos a desglosar un poco más los proceso enzimático espontáneo.

Los pasos I y II son procesos regulados enzimáticamente por la enzima Los pasos siguientes III y IV, son regulados enzimáticamente.

- Así pues, en el paso I, se produce la unión de luciformándose lucifenil-adenilato y luciferasa ha invervenido


18

metabólicas implicadas en la bioluminiscencia

organismos, o lo que es lo mismo, los diferentes tipos de luciferinas y

En luciérnagas, ocurre el proceso anteriormente explicado de manera genérica:

oxiluciferina + CO2 + AMP + PPi + radiación lumínica(h

Vamos a desglosar un poco más los pasos intermedios que ocurren a lo largo de todo el proceso enzimático espontáneo.

procesos regulados enzimáticamente por la enzima luciferasa de luciérnaga. Los pasos siguientes III y IV, son espontáneos en la producción de bioluminiscencia

, se produce la unión de luciferina de luciérnaga con el ATP, adenilato y desprendiéndose una molécula de pirofosfato PPi

ha invervenido en una actividad ligasa.


bioluminiscencia:

tipos de luciferinas y

genérica:

hυ)(λmax = 560 nm)

que ocurren a lo largo de todo el

luciferasa de luciérnaga. en la producción de bioluminiscencia, y no están

ferina de luciérnaga con el ATP, desprendiéndose una molécula de pirofosfato PPi. La


19

Cabe añadir, que el ión magnesio interviene en la funcionalidad de la enzima luciferasa, por lo que su ausencia, imposibilitaría la actividad enzimática.

- Paso II: la lucifenil-adenilato se une químicamente con O2, interviniendo la actividad oxigenasa de la luciferasa, produciendo un compuesto altamente inestable llamado peroxiluciferina y liberando AMP.

- Paso III: El compuesto peroxiluciferina se transforma rápidamente en [oxiluciferina]*, pero presentando un estado energético excitado, y liberando, además, CO2.

- Paso IV: La [oxiluciferina]* retorna a un estado energético fundamental, liberando la energía sobrante para dicho proceso, en forma de radiación lumínica con λmax = 560 nm.

La luciferasa de luciérnaga está compuesta por un polipéptido de 550 residuos de aminoácidos, de 60 kDa. Su conformación tridimensional se modifica en presencia o ausencia de sustrato, así pues, durante la catálisis enzimática, el dominio C-terminal puede aproximarse a la cavidad formada por el dominio N-terminal, donde los sustratos luciferina y ATP pueden acoplarse, formando el sitio activo y creando un ambiente óptimo para la producción de luz.

La luciferasa de los escarabajos y otros gusanos es muy similar a la de la luciérnaga. Estas luciferasas tienen polipéptidos de entre 542-546 residuos, que pueden compartir el 45% de identidad con el resto de luciferasas conocidas de las diferentes familias, y conservan el 99% de identidad en isozimas de la misma especie.

Las diferencias en la composición de algunos aminoácidos en estas luciferasas hacen responsable los diferentes colores emitidos tras las reacciones bioluminiscentes. Estudios mutagénicos han identificado importantes regiones y residuos implicados directamente en los colores de la bioluminiscencia, sobretodo en luciferasas de escarabajos. Algunos de estos residuos importantes están, de hecho, localizados en la zona activa de la enzima, y podría encontrarse dicha zona recubierta por aminoácidos básicos, o polares, que reaccionen con el emisor de luz (oxiluciferina).

Esta enzima tiene su pico óptimo de funcionalidad a una temperatura ambiente aproximada de entre 15-25ºC, tiene un alto rango, debido a las posibles modificaciones que existen de esta enzima, además, presenta mejor funcionalidad a pH ligeramente ácidos.


20

Otra forma de representar el proceso:

Imagen de una luciérnaga bioluminiscente, que sigue el proceso bioquímico

explicado. Emite una luz amarillo-verdosa con una longitud de onda de 590

nm.

o En bacterias:

Para comenzar, hay que aclarar que en bacterias no existecadena larga en presencia obligatoria de FMNcompuestos se les podrían considerar análogos a la luciferina que utilizan los organieucariotas pluricelulares.

Estas bacterias tan solo producen luz cuando las densidades poblacionales son elevadas y eso es debido a que hay una regulación positiva sobre la transcripción de los genes que participan en dicha emisión de luz.

En concreto, la reacción que ocurre es la siguiente:

FMNH2 + O2 + R—CHO (de

Esta reacción está catalizada por un enzima que recibe el nombre de que como se observa, utiliza pode(FMNH2) y oxígeno para transformar un radical aldehído (Rradical ácido (R—COOH), además de dar agua y flavín mononucleótido oxidado

La energía que se libera duranteno de calor como hemos explicado en la reacción genérica

Para que la bacteria ponga en marcha dicha reacció

- La presencia del oxígeno - La presencia de una elevada densidad

El modo mediante el cual las siguiente:

Todas producen una sustancia en pequeñas cantidactúa como autoinductor. Todos los genes que intervienen en la reacción anterior están situados en un gen policistrónico bajo el control de un mismo operón, el operón LUX

Este operón es activado por una proteína reguladora positiva que se une al operadortranscripción cuando se une dicha proteína reguladora positiva al inductor.

El inductor sólo se une cuando alcanza concentración, de esta manera, lasuna elevada densidad poblacional, ya que a bajas densidades no se alcanza la concentración específicaautoinductor y, por tanto, no se transcribe el operón.

Si la concentración es suficiente


21

Para comenzar, hay que aclarar que en bacterias no existe luciferina en sí, sino aldehído de cadena larga en presencia obligatoria de FMN (flavín mononucleótido) y O2. A estos dos compuestos se les podrían considerar análogos a la luciferina que utilizan los organi

Estas bacterias tan solo producen luz cuando las densidades poblacionales son elevadas y eso es debido a que hay una regulación positiva sobre la transcripción de los genes que participan

la reacción que ocurre es la siguiente:

de cadena larga) � FMN + H2O + R—COOH + hυ(λmax = 490 nm)

Esta reacción está catalizada por un enzima que recibe el nombre de luciferasa bacterianaque como se observa, utiliza poder reductor en forma de flavín mononucleótido reducido

) y oxígeno para transformar un radical aldehído (R—CHO ) de cadena larga, COOH), además de dar agua y flavín mononucleótido oxidado

La energía que se libera durante la oxidación del aldehído al ácido, se realiza en forma de luz y hemos explicado en la reacción genérica.

ara que la bacteria ponga en marcha dicha reacción hay dos requerimientos claves

La presencia del oxígeno encia de una elevada densidad bacteriana.

mediante el cual las bacterias captan la elevada o baja densidad celular

producen una sustancia en pequeñas cantidades, una acetil-homoserina Todos los genes que intervienen en la reacción anterior están

situados en un gen policistrónico bajo el control de un LUX.

activado por una proteína reguladora positiva que se une al operador, activando la

dicha proteína reguladora

sólo se une cuando alcanza ciertos niveles de manera, las bacterias detectan

poblacional, ya que a bajas nsidades no se alcanza la concentración específica de

no se transcribe el operón.

Si la concentración es suficiente, se transcriben todos los


luciferina en sí, sino aldehído de . A estos dos

compuestos se les podrían considerar análogos a la luciferina que utilizan los organismos

Estas bacterias tan solo producen luz cuando las densidades poblacionales son elevadas y eso es debido a que hay una regulación positiva sobre la transcripción de los genes que participan

(λmax = 490 nm)

luciferasa bacteriana y r reductor en forma de flavín mononucleótido reducido

de cadena larga, en un COOH), además de dar agua y flavín mononucleótido oxidado (FMN).

en forma de luz y

dos requerimientos claves:

densidad celular es el

homoserina -lactona que Todos los genes que intervienen en la reacción anterior están


22

genes necesarios para la reacción, genes como:

- LUX I que da lugar al enzima que genera el inductor (por tanto se potencia aún más la inducción).

- Los genes LUX A y LUX B que darán lugar a las dos subunidades que constituyen la enzima luciferasa bacteriana.

- LUX C, D y E que se traducen en los enzimas de reciclado de los compuestos ácidos que son producto de la reacción, para proveer de nuevo sustrato disponible en forma de aldehído.

- El gen LUX G, que codifica la FMN reductasa, encargada de reducir el FMN a partir de NADH + H+.

- Un tercer gen, ya fuera del operón es el gen LUX R que codifica la proteína reguladora del operón y que se traduce de forma constitutiva.

Representación de las diferentes zonas existentes en el DNA, para comprender el proceso explicado,

aunque no se representan los genes LUX, sino LAC (otro tipo de genes).

La reacción bioquímica que tiene lugar en las bacterias, realmente es más compleja que en el resto de seres vivos que presentan luciferina, debido a la ausencia de una luciferina como tal. La alternativa reside en la utilización de FMNH2, O2, aldehídos de cadena larga, que suele ser el decanal (10C) o el miristal (14C), para dar lugar a ácidos (ácido decanoico o miristoico), FMN y agua, liberando energía lumínica. Así pues, el proceso metabólico que acontece, está intercalado con otras rutas metabólicas existentes en la bacteria: Reacción bioluminiscente ejemplo:

Miristal (aldehído de 14C) + FMNH2 + O2 →Acido miristoico + FMN + H2O + hυ (λmax = 490 nm)

Para establecer el ciclo completo, si partimos del aldehído (miristal o miristil-aldehído), se

produce inicialmente la condensación de FMNH2, O2, y el aldehído, transformándose

respectivamente en FMN y H2O. Dicha transformación supone que en el compuesto aldehídico

se haya producido también una modificación química.


23

Ese compuesto transformado es catalizado por la luciferasa, oxidándolo, produciendo ácido

miristoico. Que a través de una serie de reacciones en las que intervienen inicialmente ATP,

posteriormente una enzima sintetasa-reductasa, y finalmente el agente reductor NADPH, se

produce de nuevo miristil-aldehído o miristal.

Cabe añadir, que existen rutas alternativas, para introducir acido miristoico en el medio, esto

propiciaría que el ciclo se activara, si la enzima sintetasa-reductasa se encuentra en

condiciones óptimas para operar con máxima eficiencia, y si hay en el medio suficiente ATP y

NADPH.

Otra forma de representar las fases iniciales que hemos explicado:

En la imagen, se hace especial énfasis en la molécula emisora de radiación lumínica. Ha de transformar su estado químico excitado, en un estado fundamental, para liberal el exceso de energía, en forma de luz.

NOTA: el ácido miristoico presenta la siguiente fórmula química:

o En dinoflagelados: La reacción bioluminiscente que se produce es la siguiente:

Luciferina de dinoflagelados + O2 � oxiluciferina de dinoflagelados + H2O + hυ

En la descripción del proceso fisiológico, se establece que la membrana vacuolar (tonoplasto) se hiperpolariza, manteniendo un voltaje negativo con respecto al entorno, posteriormente, ese potencial favorece la salida de protones de unas vesículas externas del tonoplasto, en las que se encuentra la luciferasa de dinoflagelados. Ésto hace que disminuya el pH, con lo que la luciferina se activa, comenzando la reacción que da lugar al fenómeno de bioluminiscencia en dinoflagelados. El desencadenante de este proceso puede ser el movimiento por una corriente o un descenso del pH o la temperatura en el entorno.

En cuanto al proceso bioquímico, la luciferina de dinoflagelados (derivado de la clorofila que es

un tetrapirrol conteniendo cuatro grupos pentagonales donde hay un átomo de nitrógeno y

cuatro de carbono), reacciona con el oxígeno molecular, a través de la ayuda de la luciferasa,


24

produciendo una oxiluciferina de dinoflagelados en estado excitado, que al pasar de dicho

estado a uno menos energético, fundamental o basal, emite una radiación bioluminiscente de

color azul-verdoso de 470 nm. También se libera H2O como producto.

En las siguientes dos imágenes se muestra el proceso, cabe añadir que en la primera de ellas, se muestra también el proceso de “autooxidación”, estableciendo que la presencia de luciferasa no es esencial para que se dé la reacción, que sólo interviene en la velocidad de la misma.

Dinoflagelados mostrando su bioluminiscencia

de color azulado. Siguiendo el proceso anterior.

Zonas costeras de: Noruega (imagen de la izquierda), y

Letonia (imagen de la derecha), con una sombra verdosa

bioluminiscente provocada por dinoflagelados que habitan

en masa.

o En algunos grupos de medusas (Aequorina)

Para comenzar a explicar la bioquímica producida en la bioluminiscencia paequorina, hay que establecer que el grupo prostético de la misma, donde tiene lugar la reacción bioquímica bioluminiscence es la colenterazina. La aequorina es una fotoproteína compuesta por dos unidades diferentes, la apoproteína imagen las zonas rojas, amarillas y verdes)molecular aproximado de 22 kDa, y el grupo protéticocromóforo mencionado con anterioridad: (la parte azul en la imagen). Por lo que, lo que se podría considerar como luciferina en este caso sería únicamente la colenterazina, el resto es una unidad protéica con función estructural.

El mecanismo de acción bioluminiscente comienza con que los dos componentes de la aequorina, forman la proteína completamente son unas zonas que funcionan como sitios de unión para el ion calcio (unirán 3 Ca2+. Cuando los Ca2+

conformacional y convierte, a través de una oxidacióncolenterazina, en colenteramida excitada, liberando COenzima luciferasa específica.

Cuando la colenteramida pasa de su estado excitado a un estado radiación lumínica azul con longitud de onda de 469 nm.

Por lo que, la reacción bioluminiscente sería:

Aequorina (colenterazina) + 3Ca

Explicando el proceso de manera más gráfica

- La primera explica el proceso como si ocurriera de manera cíclica, que realmente ocurre así, puesto que la colenteramida posteriormente se recicla para dar lugar de nuevo a colenterazina, y volver a repetir el proceso bHace especial énfasis en la unión de losproceso de oxidación, la liberación de dióxido de carbono, y la producción de raciación lumínica debido al paso de un estado excifundamental o basal de la misma.Por último, la colenteramida se transforma en colenterazina, a través de la adición de un protón, y un cambio conformacional en un anillo aromático.

- En la segunda imagen, se observa eune al oxígeno molecular, para producir colenteramida excitada a través de la acción de una luciferasa con actividad oxigenasa.


25

En algunos grupos de medusas (Aequorina):

Para comenzar a explicar la bioquímica producida en la bioluminiscencia por parte de la aequorina, hay que establecer que el grupo prostético de la misma, donde tiene lugar la reacción bioquímica bioluminiscence es la colenterazina.

es una fotoproteína compuesta por dos apoproteína apoaequorina (en la

imagen las zonas rojas, amarillas y verdes), con un peso molecular aproximado de 22 kDa, y el grupo protético o

mencionado con anterioridad: colenterazina . Por lo que, lo que se podría

omo luciferina en este caso sería únicamente la colenterazina, el resto es una unidad protéica con función estructural.

El mecanismo de acción bioluminiscente comienza con que los dos componentes de la aequorina, forman la proteína completamente funcional. La proteína porta tres EFson unas zonas que funcionan como sitios de unión para el ion calcio (Ca2+), por lo que se

2+ ocupan los sitios citados, la proteína completa sufre un cambio a través de una oxidación (requiriendo O2), su grupo prostético de

colenterazina, en colenteramida excitada, liberando CO2. El proceso está regulado por una

Cuando la colenteramida pasa de su estado excitado a un estado basal, se desprende una radiación lumínica azul con longitud de onda de 469 nm.

Por lo que, la reacción bioluminiscente sería:

Aequorina (colenterazina) + 3Ca+2 + O2 � oxiaequorina (colenteramida) + CO

proceso de manera más gráfica, tenemos las siguientes dos imágenes:

explica el proceso como si ocurriera de manera cíclica, que realmente ocurre así, puesto que la colenteramida posteriormente se recicla para dar lugar de nuevo a

, y volver a repetir el proceso bioluminiscente cuando sea precisoHace especial énfasis en la unión de los 3 Ca2+ a los EF-Hand. Posteriormente se observa el proceso de oxidación, la liberación de dióxido de carbono, y la producción de raciación lumínica debido al paso de un estado excitado de la colenteramida, a un estado fundamental o basal de la misma. Por último, la colenteramida se transforma en colenterazina, a través de la adición de un protón, y un cambio conformacional en un anillo aromático.

, se observa el proceso que acontece en el inicio, la colenterazina se une al oxígeno molecular, para producir colenteramida excitada a través de la acción de una luciferasa con actividad oxigenasa.


or parte de la aequorina, hay que establecer que el grupo prostético de la misma, donde tiene lugar la

El mecanismo de acción bioluminiscente comienza con que los dos componentes de la funcional. La proteína porta tres EF-hand, que

, por lo que se los sitios citados, la proteína completa sufre un cambio

su grupo prostético de El proceso está regulado por una

basal, se desprende una

oxiaequorina (colenteramida) + CO2 + hυ

tenemos las siguientes dos imágenes:

explica el proceso como si ocurriera de manera cíclica, que realmente ocurre así, puesto que la colenteramida posteriormente se recicla para dar lugar de nuevo a

ioluminiscente cuando sea preciso. Hand. Posteriormente se observa el

proceso de oxidación, la liberación de dióxido de carbono, y la producción de raciación tado de la colenteramida, a un estado

Por último, la colenteramida se transforma en colenterazina, a través de la adición de un

l proceso que acontece en el inicio, la colenterazina se une al oxígeno molecular, para producir colenteramida excitada a través de la acción de

Imagen 1

Imagen 2

Como se explicó con anterioridad en el apartado

produce radiación lumínica azul, pero lo que realmente se observa en estas medusas, es una

radiación de color verde, debido a que la radiación azul excita al cromóforo de la proteína

verde fluorescente GFP, que al pasar del estado excitado al basal, emite luz verde.

Se tratará a la proteína verde fluorescente GFP en un apartado posterior.


26

Como se explicó con anterioridad en el apartado de “factores bioluminiscentes”, la aequorina



al pasar del estado excitado al basal, emite luz verde.

Se tratará a la proteína verde fluorescente GFP en un apartado posterior.

Imagen de la izquierda

Aequorea victoria produciendo luz.

Imagen de la derecha

productores de radiación

a la proteína GFP. Se encuentra en el

extremo, rodeando la umbrela de la

medusa.


de “factores bioluminiscentes”, la aequorina



al pasar del estado excitado al basal, emite luz verde.

Imagen de la izquierda: medusa

Aequorea victoria produciendo luz.

Imagen de la derecha: fotóforos

productores de radiación verde debido

a la proteína GFP. Se encuentra en el

la umbrela de la


27

o En algunos organismos marinos (colenterazina): La reacción bioquímica que se produce es la siguiente:

Colelenterazina + O2 � coelenteramida + CO2 + hυ

El proceso explicado para la aequorina es completamente análogo para los organismos que presentan únicamente el grupo cromóforo de la aequorina, colenterazina. Pudiendo, si acaso, variar la composición aminoacídica de la luciferasa, pero eso ocurre, incluso, entre organismos del a misma especie.

o En algunos moluscos (luciferina-latia):

La bioluminiscencia producida por organismos con luciferina-latia presenta bastantes similitudes con la producción de bioluminiscencia por parte de bacterias, ya que la luciferina en sí es un aldehído, y la luciferasa guarda gran parecido molecular.

La luciferina-latia-monooxigenasa (EC 1.14.99.21) es una enzima que cataliza la reacción bioquímica productora de luz, que tiene lugar en numerosos organismos marinos:

Luciferina-latia + XH2 + 2 O2 �oxiluciferina-latia + CO2 + HCOOH (ácido fórmico) + X + H2O + hυ

Los sustratos de esta enzima son la luciferina-latia (aldehído), un compuesto de la forma XH2 y O2, que tras reaccionar con la luciferina-latia monooxigenasa, se transforman en seis productos: oxiluciferina-latia, CO2, ácido fórmico, X, H2O, y por supuesto, en el momento de bajar de estado excitado a fundamental en la oxiluciferina-latia, se produce una emisión de

radiación lumínica (hυ).

La enzima luciferina-latia-monooxigenasa pertenece a la familia de enzimas oxidorreductasas, como el resto de luciferasas. Dependen de O2, y de energía en forma de ATP para producir el estado excitado de la oxiluciferina. En concreto, ésta enzima luciferina-latia-monooxigenasa


28

presenta como coenzimas a dos compuestos: FAD y una flavoproteína que se conoce como proteína púrpura.

Imagen de un molusco bioluminiscente, que utiliza el sistema

luciferina-latia y luciferina-latia-monooxigenasa.

o En algunos grupos de hongos:

En la bioluminiscencia de hongos, se encuentran descritas species como Armillaria, Mycena,

Plerotus, Panellus, etc. Estos hongos se encuentran entre la hojarasca abundante de bosques

húmedos tropicales, con temperatura por lo general, altas.

La radiación emitida por los hongos generalmente es de color verde, y se emite por la zona del

micelio principalmente.

La función biológica de la bioluminicencia en este grupo no está clara, pero se cree se realiza

para la atracción de determinados insectos que propicien la dispersión de las esporas de los

hongos, de todas formas se tratará la función biológica de la bioluminiscencia en un apartado

posterior.

La bioquímica bioluminiscente que se produce en un hongo es la siguiente:

Luciferina fúngica (L) + NADH + H+ � LH2 + NAD+; LH2 + O2 � LO + H2O + hυ

Se muestran los compuestos

lampteroflavina y panal. Que forman

parte del modelo bioluminiscente de

hongos aún no descrito con detalle.

En las reacciónes del recuadro, L

representa a la forma oxidada de la

luciferina, y LH2 representa a la forma

reducida de la luciferina.

Abajo se encuentran imágenes in vivo de

la bioluminiscencia de hongos.


29

Realmente la bioquímica de la bioluminiscencia en hongos no está muy estudiada, incluso

ninguna luciferasa fue aislada aún, por lo que no se conoce la existencia de la misma en

hongos. Se deduce que tienen un sistema productor de bioluminiscencia parecido al que

utilizan las bacterias.

Utilizan lampteroflavina, que es un derivado del FMN, que también participa en la emisión de

luz, pero que aún no se conoce exactamente su papel en la bioquímica bioluminiscente del

hongo.

También utiliza NADH dependiende de enzimas reductasas, y se encuentra generalmente

asociado a la posible luciferina fúngica.

Posteriormente, se descubrió un precursor de térpenos llamado “panal”, que fue aislado del

hongo Panus stipticus. La quimioluminiscencia de este compuesto y los análogos a él, podría

ser suficiente para explicar la bioluminiscencia, sin embargo, en publicaciones recientes se

descarta al compuesto panal como una posible luciferina, y proponen que el sistema

bioluminiscente ha de estar regulado por una luciferasa.

Por lo que, la única conclusión es que todo se basa en hipótesis de que existe una luciferasa y

una luciferina, pero aún no se han conseguido aislar.

o En organismos marinos como algunos ostrácodos: Algunos ostracodos marinos, e incluso crustráceos, utilizan el compuesto vargula (también

llamado cipridina), para producir bioluminiscencia, según esta reacción bioquímica:

Luciferina-vargula + O2 � oxiluciferina-vargula + CO2 + hυ


30

La bioluminiscencia se produce como resultado de la reacción enzima-sustrato, en la cual el

sustrato es la vargulina (o luciferina-vargula) o luciferina-cipridina, y la enzima es la vargula-

luciferasa, que oxida al compuesto vargula, con la adición de O2, produciendo un intermediario

llamado dioxoetanona, que rápidamente debido a su inestabilidad pasa a oxiluciferina-vargula

en un estado excitado, que al pasar al estado basal, emite una radiación lumínica azul con

longitud de onda de 460 nm. También se libera como producto CO2.

La enzima vargula-luciferasa está compuesta por 555 aminoácidos en una única cadena

polipeptídica, en la cual una vez plegada, encontramos dos zonas activas en donde se unirán

los sustratos. Concretamente entre los residuos 186-188 y entre los residuos 408-410.

La enzima vargula-luciferasa es extremadamente específica por su sustrato, y opera con un

óptimo de actividad enzimática a pH=7.2

Cabe añadir, que la luciferasa es inhibida por EDTA (agente quelante de iones bivalentes), lo

cual indica que esta enzima podría presentar dependencia de iones Ca+2.

El uso de esta enzima va enfocado al estudio del desarrollo ontogénico de células madre en

humanos, y además, también se utiliza para el estudio de ritmos circadianos.

Ostracodos del género Cypridina, emitiendo luz

bioluminiscente azul.

o En algunos artrópodos terrestres:

En la bioluminiscencia de gusanos de tierra (algunos anélidos), y algunos artrópodos,

interviene una luciferina llamada luciferina-diplocardia, cuya fórmula molecular sistemática es

3-(isovalerilamino)propanal, que reacciona en presencia de H2O2 , y diplocardia-luciferasa,

produciendo un compuesto oxidado y excitado de luciferina-diplocardia, oxiluciferina-

diplocardia, y liberando H2O.

Posteriormente, la oxiluciferina-diplocardia pasa del estado excitado a un estado basal,

liberando una radiación lumínica de color azul-verdoso.

Proceso bioquímico:

Luciferina-Diplocardia + H2O2 � oxiluciferina-diplocardia + H2O + hυ


31

Estudios relacionados con la enzima diplocardia-luciferasa establecen que presenta 300 kDa,

es asimétrica, y está formada por múltiples subunidades.

Además, haciendo un estudio acerca de los residuos que la componen, se establece que el

5.8% de los aminoácidos que la forman son derivados de la prolina, hidroxiprolinas.

El hecho de que la luciferasa necesite peróxido de hidrógeno en vez de oxígeno molecular,

como en otras reacciones ya explicadas, suscita que esta enzima actúa como múltiples

reacciones quimioluminiscentes, donde se consigue mayor reactividad y eficiencia con

peróxido de hidrógeno que con oxígeno molecular, debido a que en este tipo de reacciones no

intervienen enzimas.

En este gráfico se muestra el espectro

de diferentes bioluminiscencias

emitidas por insectos (artrópodos), que

van desde colores azules, pasando por

verdes, amarillos, e incluso rojos.

En la imagen de abajo, aparecen

gusanos oligoquetos (anélidos) y en la

de más abajo anélidos poliquetos,

emitiendo bioluminiscencia azul a

través del mecanismo bioquímico

explicado.


32

o Reacciones implicadas en la regeneración de la luciferina (de luciérnagas):

La regeneración de la luciferina cierra el ciclo propuesto al comienzo de explicar la bioquímica bioluminiscente.

La regeneración desde el producto en la reacción bioquímica de la bioluminiscencia, oxiluciferina, fue encontrada en un extracto de Photinus pyralis (luciérnaga). La proteína regeneradora de luciferina (LRE), tras ser purificada se estableció que presentaba una masa molecular de 38 kDa, y que su función era la de convertir la oxiluciferina en 2-ciano-6-hidroxibenzotiazol y ácido tioglicólico.

En presencia de 2-ciano-6-hidroxibenzotiazol, era transformado de nuevo en luciferina. Las mismas actividades se detectaron en extractos de otras especies de luciérnagas, por lo que la reacción era global en cuanto a ese grupo de organismos. Hay ciertas diferencias entre la LRE de otras luciérnagas, pues algunas presentaban 33.6 kDa y 308 aminoácidos, pero en general, cumplían la misma función.

Cabe añadir que la oxiluciferina, que es el producto de la reacción bioquímica en la producción de bioluminiscencia, es un potente inhibidor de la enzima luciferasa. Compite por el sitio activo con la luciferina.

Proceso bioquímico:

Tras el experimento del Dr. Suzuki y Dr. Goto, que inyectaron [14C]oxiluciferina y 2-[14C]ciano-6-hidroxibenzotiazol en una luciérnaga viva, y al cabo de unas horas detectaron niveles de [14C]luciferina.

Concluyeron, con que el producto de la bioluminiscencia, oxiluciferina, era el sustrato de la proteína regeneradora de luciferina LRE, en una serie de reacciones:

1. Transformación de oxiluciferina en 2-ciano-6-hidroxibenzotiazol, a partir de la incorporación de H2O, liberando ácido tioglicólico.

2. Condensación de 2-cianoluciferina de luciérnagaEste paso puede ocurrir sin intervención enzimática.

Sugieren, además, que en el primer paso tampoco ciano-6-hidroxibenzotiazol se produce a partir de oxiluciferina en condiciones aisladas,realizar el extracto de la luciérnaga, es decir, se realiza in vitro únicamente depositando oxiluciferina y dejando incubar unas horas.

Por lo que, la regeneración de luciferina a partir de oxiluciferina sin acción enzimática podría tener lugar, pero esta reacción result

Proceso más detallado:

En el recuadro se observa la reacción por los cuales se procede a la regeneración de la luciferina. Leyenda:

- TGA: ácidos tioglicólicos- 2C6HB: 2-ciano-6-hidroxibenzotiazol.- L: luciferina.


33

ciano-6-hidroxibenzotiazol con D-cisteina, para dar lugar a la luciferina de luciérnaga, liberando NH3 como producto adicional. Este paso puede ocurrir sin intervención enzimática.

Sugieren, además, que en el primer paso tampoco interviene ninguna enzima, debido a que 2hidroxibenzotiazol se produce a partir de oxiluciferina en condiciones aisladas,

realizar el extracto de la luciérnaga, es decir, se realiza in vitro únicamente depositando ar unas horas.

Por lo que, la regeneración de luciferina a partir de oxiluciferina sin acción enzimática podría gar, pero esta reacción resulta muy lenta sin regulación enzimática.

En el recuadro se observa la reacción bioluminiscente, fuera de él, se observan los procesos por los cuales se procede a la regeneración de la luciferina.

TGA: ácidos tioglicólicos hidroxibenzotiazol.


, para dar lugar a la

interviene ninguna enzima, debido a que 2-hidroxibenzotiazol se produce a partir de oxiluciferina en condiciones aisladas, sin

realizar el extracto de la luciérnaga, es decir, se realiza in vitro únicamente depositando

Por lo que, la regeneración de luciferina a partir de oxiluciferina sin acción enzimática podría

bioluminiscente, fuera de él, se observan los procesos


34

o Origen de la bioluminiscencia. Funciones y distribución en los

seres vivos.

El origen de la bioluminiscencia está sujeto a conjeturas:

William McElroy y Howard Seliger, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, postulan una hipótesis sobre el origen de la luminiscencia bacteriana y por tanto, la del resto de seres vivos, se basa en los primeros cuartos de la historia biológica terráquea, debido a que en estas etapas las formas de vida predominantes eran bacterias anaerobias, que tras la llegada de las cianobacterias se produjo la alteración del medio, ya que liberaban como producto de su metabolismo fotosintético, grandes cantidades de O2. Producto tóxico para las bacterias anaeróbicas estrictas, por lo que, con el propósito de librarse de la toxicidad del oxígeno molecular, dichas bacterias sufrieron, con el paso del tiempo, adaptaciones metabólicas de entre las cuales, los fenómenos de bioluminiscencia de ciertas bacterias actuales serían los vestigios que quedan de aquel entonces.

Respecto a las funciones de la bioluminiscencia para el organismo, aún se discrepa bastante sobre su utilidad o si es un resultado adaptativo. Casos:

- Como forma de identificación entre una especie, como en el caso de la luciérnaga, ya que la hembra emite destellos para atraer al macho, éste nota la presencia de una hembra y va a su encuentro para el posterior apareamiento.

En el caso de un poliqueto Odontosyllis las hembras suben a la superficie del mar, en la puesta de sol, generando luz para así atraer al macho, que sube a su encuentro generando luz intermitente en forma de círculos luminosos, pero si la hembra deja de emitir luz continua, el macho perderá la orientación y no podrán iniciar el acto reproductivo hasta que la hembra emita de nuevo luz.

- Como mecanismo de defensa, otras especies emiten una nube luminiscente, que es una característica de cefalópodos y determinados crustáceos (como el de la imagen). Con esa nube consiguen ahuyentar a los depredadores.

- En animales abisales, que poseen ojos extremadamente desarrollados, puede servir para iluminar el ambiente y estar en relación con la posibilidad de que estos animales distingan la luz reflejada sobre la superficie de diferentes organismos con el fin de conseguir alimento. Esto parecería confirmado debido a la coloración oscura y mate que presentan los peces abisales, para reducir al mínimo los reflejos lumínicos.

En cuanto a la distribución en los seres vivos:

En hábitats marinos, la bioluminiscencia es un fenómeno relativamente frecuente, ya que hasta un 90% de los seres vivos que habitan en la porción media y abisal de los mares podrían ser capaces de producir luz de un modo u otro.

En el mar existen bacterias libres como Bacterium phosphorescens o la especie del mar Báltico, Vibrium balticum. Otras muchas bacterias bioluminiscentes viven como parásitos o en simbiosis con otros animales.


35

Como curiosidad, el 25 de enero de 2005, fue fotografiada por primera vez, a través de un satélite de la NASA una extensa zona bioluminiscente en el océano Índico, confirmando la existencia del Mar de Ardora.

Este fenómeno era avistado desde la antigüedad por numerosos marinos, e incluso lo relató

Julio Verne en su obra “20.000 Leguas de viaje submarino”.

Se creía que eran fantasías de marineros, pero científicos empezaron a registrar este

fenómeno desde 1915.

En hábitats terrestres la bioluminiscencia no es tan común, pese a presentarla numerosas especies de artrópodos.

Cabe añadir, que la luz emitida por el pescado o la carne en descomposición se debe a bacterias, mientras que la de la madera muerta se debe tanto a bacterias como a los micelios de ciertos hongos.


La proteína verde fluorescente (GFP) es una proteína compuesta por 238 aminoácidos, de

26.9 kDa (es una proteína pequeña), que presenta

fluorescencia de color verde brillante cuando se expone a la

radiación de luz azul. GFP se aisló por primera vez de la medusa

Aequorea victoria.

La proteína GFP de la A.Victoria tiene un pico de excitación

importante en una longitud de onda de 395 nm y uno menor a

475 nm. Su pico de emisión es de 509 nm, que se encuentra en

la parte inferior verde del espectro visible.

Martin Chalfie, Osamu Shimomura y Roger Y. Tsien fueron

galardonados con el premio Nobel en química el 10 de octubre

de 2008 por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde

fluorescente (GFP).

En cuanto a su estructura, GFP Tiene la típica estructura de barril beta, compuesta por 11 láminas-β (color verde en la imagen) y 4 hélices-α (color rojo) que contienen el cromóforo, que atraviesa el centro. En la zona interna, las cadenas laterales del barril inducen una serie de


36

reacciones de ciclación específicas, en los residuos que forman el tripéptido de Ser65 -Tyr66 -Gly67 que conducen a la formación del cromóforo.

Este proceso de modificación postraduccional se conoce como maduración proteica. La red de enlaces de hidrógeno e interacciones electrostáticas, producen la compilación relativa de las cadenas laterales, influyendo en el color de la GFP, ya que presenta numerosos derivados.

Cabe añadir, que la compactación que confiere la estructura en forma de “barril”, excluye a las moléculas de disolvente, por lo que la protección del cromóforo está asegurada.

Formación del cromóforo (fluóforo) de GFP y dos derivados de ella. DsRED y ZsYellow:

La formación autocatalítica del fluóforo (también llamado cromóforo), ocurre tras una serie de procesos que no requieren acción enzimática, sino que es la propia proteína la que lo regula.

Ocurren una serie de reacciones después de la síntesis de la proteína, para la maduración del cromóforo, que suelen ser inicialmente reacciónes de ciclación, y posteriores modificaciones del cromóforo que varían dependiendo del tipo de proteína. Dando lugar a un cromóforo que emitirá radiaciones lumínicas de diferente color, dependiendo del tipo de reacciones que se hayan producido en la formación del cromóforo.

Formación del cromóforo de GFP: la maduración proteica se produce a partir del tripéptido de serina, tirosina y glicina, que se encuentran en las posiciones 65, 66, 67 respectivamente. Estas secuencias pueden variar, como por ejemplo en la posición 65 una treonina, por serina, pero en general los procesos que se siguen son los siguientes:

1. Se parte del cromóforo inmaduro tras la síntesis de la proteína completa. 2. Se producen dos torsiones moleculares, reacciones isoméricas de los diferentes grupos,

para prepararse para ciclarse entre sí. 3. Se produce la ciclación, que unirá los tres residuos entre sí, formando un anillo. 4. Se produce tras la ciclación, una deshidratación, y a la par ocurre la formación de un

grupo imidazol. 5. Tiene lugar una reacción de oxidación, que tras la misma, el cromóforo se vuelve

completamente funcional emitiendo radiación lumínica verde tras una excitación del cromóforo.


37

Formación del cromóforo de DsRed: la proteína roja fluorescente (DsRed) fue descubierta en los antozoos del género Discosoma durante una investigación en arrecifes de coral, en la búsqueda de proteínas fluorescentes de diferente color al verde.

Aunque la proteina DsRed comparte aproximadamente el 26% de la secuencia aminoacídica de la proteína GFP de la medusa Aequorea victoria, algunos aminoácidos son modificados para constituir una estructura general también de barril-β, y dando lugar a un cromóforo similar en cuanto a estabilidad química.

La proteina DsRed presenta una emisión superior en 75 nm a la proteína GFP, es decir, presenta 583 nm. Para ello, tras la formación de la proteína completa, ha de producirse una maduración de un tripéptido de la misma (formado por glutamina, tirosina y glicina, que se encuentran en las posiciones 66, 67, 68 respectivamente), para que exista un cromóforo y sea funcional. Las reacciones que tienen lugar son las siguientes:

1. Se parte del cromóforo inmaduro, y se producen torsiones moleculares del tipo isoméricas, para una posterior ciclación.

2. Se produce una ciclación y acto seguido tiene lugar una deshidratación. 3. Posteriormente, se forma un grupo imidazol. 4. En un radical cercano al del grupo imidazol formado, se produce una oxidación, dando

lugar a un cromóforo que emite luz verde, pero aún inmaduro. 5. En la zona de la glutamina, se produce una reacción isomérica geométrica de tipo cis. 6. Tiene lugar una última oxidación, para dar lugar al cromóforo maduro que emite radiación

lumínica de color rojo.


38


39

Formación del cromóforo de la proteína ZsYellow: la proteína amarilla fluorescente (ZsYellow) fue descubierta en los antozoos de la especie Zoanthus. Aunque la proteína ZsYellow comparte aproximadamente el 28% de la secuencia de aminoácidos con la proteína GFP de Aequorea

victoria, existe una modificación de residuos tal, que permiten conservar la estructura general en forma de barril-β.

Una de las características únicas de la proteína ZsYellow es que su máximo en cuanto a longitud de onda emitida una vez el cromóforo es funcional, es de 538 nm, que se encuentra entre los 508 emitidos por la GFP, y los 583 emitidos por la DsRed, permitiendo la posibilidad de realizar marcaje con este tipo de proteínas, ya que emiten radiaciones de diferentes colores del espectro visible, y debido a que son proteínas de bajo peso molecular.

El conjunto de procesos que tienen lugar en la formación del cromóforo de la proteína ZsYellow es análogo a los anteriores, pues se parte de un tripéptido del conjunto de la proteína (formado por lisina, tirosina y glicina, que se encuentran en las posiciones 66, 67, 68 respectivamente), aunque hay notorias modificaciones, que se explicarán paso a paso:

1. Se parte del cromóforo inmaduro tras la síntesis de la proteína completa, pasando por reacciones isoméricas que implican torsión molecular.

2. Se produce la ciclación, uniéndose en un anillo los tripéptidos. 3. Tiene lugar una deshidratación y posteriormente la formación de un grupo imidazol. 4. Como novedad, se produce un ataque nucleofílico, produciendo una escisión de una parte

del esqueleto molecular de la zona de la lisina 66. 5. Por último, tiene lugar una oxidación, y el cromóforo de la proteína ZsYellow está

completamente maduro emitiendo radiación amarilla cuando es excitado.


40


Muchos sustratos o enzimas pueden ser medidos mediante reacciones bioluminiscentes, lo

cual puede tener utilidad en múltiples disciplinas como en investigación biológica, en análisis

forenses, etc.

- Con la photinus-luciferina-4-monooxigenasa (hidrolizante de ATP) de la luciérnaga se

pueden medir concentraciones de componentes que participen en reacciones en las

que se produzca o consuma ATP (creatina-cinasa, glicerol, triglicérido, etc.).

- La medición bioluminiscente de ATP como indicador de la presencia de células vivas, es

la base de varios métodos rápidos utilizados en microbiología para detectar

microorganismos en orina y medir su sensibilidad a los antibióticos.

- Asimismo, con los sistemas bioluminiscentes de las bacterias marinas se han

desarrollado procedimientos de medida con una gran sensibilidad y especificidad

metrológicas para múltiples componentes de interés bioquímico. Por un lado, las que

participan directamente en la propia reacción (NADH, FMN, aldehídos, oxígeno, etc.) y,

por otro, los sustratos o enzimas que participan en reacciones en las que se produce o

consume alguno de los componentes de la reacción bioluminiscente (deshidrogenasas,

aminotransferasas, malato, oxalacetato, glucosa, amonio, etanol y otros).

- La especificidad de la bioluminiscencia de las medusas del género Aequorea por los

iones calcio ha permitido utilizarla para la medición de dicho ion intracelular. Ésto ha

sido útil para el estudio del ion calcio en fibras musculares estimuladas, mitocondrias y

fibras nerviosas.

Uso de la proteína GFP y derivados de la misma:

La disponibilidad de la GFP y sus derivados ha redefinido por completo la microscopía de fluorescencia y la forma en que se utiliza en la biología celular y otras disciplinas biológicas. Esto ha provocado el desarrollo de sistemas altamente automatizados en vivo de microscopía de fluorescencia de células que pueden ser utilizados para observar las células en el tiempo que expresa una o más proteínas marcadas con proteínas fluorescentes:

- GFP puede expresarse en diferentes estructuras que permitan la distinción morfológica. En tales casos, el gen para la producción de la GFP se empalma en el genoma del organismo en la región del ADN que codifica la proteína diana.

- El uso de GFP y sus derivados que emiten radiaciones de múltiples colores, ha redefinido la comprensión de muchos procesos biológicos como el plegamiento de proteínas, el transporte de proteínas, y la dinámica de ARN, que en el pasado habían sido estudiados utilizando tejidos fijados (es decir el material muerto, no in vivo). GFP y sus derivados permite hacer estudios in vivo.

- Otro uso de gran alcance de la GFP es para expresar la proteína en pequeños grupos de células específicas, como células cancerígenas formando un tumor (imagen).


41

- Una buena técnica de marcaje se realiza combinando varias variantes de la GFP (que produzcan radiaciones lumínicas de diferentes colores), para el análisis de los circuitos cerebrales (imágenes de abajo), los receptores de la membrana celular, la entrada de algún virus, etc.

Imagen 1ª y 2ª: corte histológico de un cerebro donde se observan las células nerviosas con sus

respectivos axones y ramificaciones, en diferentes colores, ya que en cada tipo celular se ha

introducido el gen de una variante de GFP.

Imagen 3ª: se muestra una imagen realizada con el microscopio confocal, donde se muestran

células nerviosas, axones, centros sinápticos, etc. Que se encuentran en diferentes planos.

o Premios nobeles química 2008 (relacionados con la bioluminiscencia)

Se otorgaron a los siguientes tres doctores:

• Osamu Shimomura:

Fue la primera persona en aislar la proteína GFP de las medusas del género Aequorea Victoria y el primero en averiguar que parte de la proteína GFP desempeñaba la función de la bioluminiscencia.

Lo estudió a fondo, durante años con la medusa Aequorea victoria, sobretodo.

La medusa Aequorea victoria vive en los mares de la costa oeste de Norteamérica (a). La medusa tiene un órgano bioluminiscente localizado a lo largo del borde de la umbrela (b y c)


42

• Martin Chalfie:

Chalfie quería usar la proteína GFP como marcador, para que pudiera ser anclado a un gen promotor, que es una región del DNA localizado delante de un gen codificador de una proteína. Cuando las células necesitan sintetizar una proteína específica, se induce al promotor para que active al gen determinado.

Chalfie quería conocer la secuencia génica cuya traducción diera lugar a la proteína GFP, por ello esperó a que un compañero suyo (Prasher) que investigaba sobre ello, le transmitiera los resultados, tras ésto, Chalfie intentó incluir este gen de la GFP en unos gusanos Caenorhabditis elegans y en E.coli, justo en medio del promotor de un determinado gen y el propio gen de una proteína determinada, para así conseguir que la GFP se codificara junto con la proteína determinada, y así estar ancladas para saber donde se encuentra dicha proteína en todo momento en la célula, a través de la emisión de radiaciones lumínicas de color verde, tras la aplicación de radiación azul.

Realmente este trabajo lo realizó conjuntamente el equipo de Chalfie y el equipo de Prasher.

Chalfie colocó el gen de GFP detrás de un gen promotor activo en seis neuronas receptoras del tacto en C. elegans. Después inyectó el ADN modificado en las gónadas de un gusano adulto (a). El gusano es hermafrodita y se autofertiliza. El gen de la GFP está presente en muchos de los huevos que el gusano pone (b). El huevo se divide formando nuevos

individuos cuyos receptores neuronales brillan con luz verde bajo la luz UV. (c y d). La ilustración muestra dos de estas neuronas (e).

• Roger Tsien:

Mientras Shimomura, Prasher (que fue el que descubrió la secuencia génica que codificaba para la proteína GFP, y el que consiguió, junto con Chalfie, que ésta se pudiera anclar a otras proteínas para el marcaje molecular en la célula) y Chalfie, estuvieron con el desarrollo de la proteína GFP de la medusa Aequorea victoria, y mostraron que podría ser utilizada como trazador molecular, Roger Tsien estaba inmerso en el descubrimiento de nuevas proteínas que emitieran radiaciones de diferente color al verde y al azul. Así pues, quienes desarrollaron una serie de proteínas derivadas de GFP o híbridas, que podrían producir radiaciones lumínicas que cubrieran el espectro visible, fueron Roger Tsien y su equipo. Han desarrollado proteínas mutadas que producen fluorescencia más rápido incluso que la propia GFP.

Colonias de bacterias, en las que se han

introducido diferentes genes de proteínas

creadas por Tsien.Demostrando, los diferentes

colores en los que emiten radiación lumínica.


43

o Bibliografía:

Se compone en un 80% de páginas webs, publicaciones, trabajos y libros de texto

completamente en inglés, y un 20% de contenido en español:

Para la bioquímica general de cada proceso:

- http://mips.stanford.edu/public/abstracts/hastings.pdf

- http://en.wikipedia.org/wiki/Aequorin

- http://lasoledaddelcombate.blogspot.com/2008/05/bioluminiscencia-8-gonyaulax-

polihedra.html

- http://books.google.es/books?id=DNrTfH5PcWoC&pg=PA241&lpg=PA241&dq=diplocardi

a+luciferin&source=bl&ots=bLUdKcbLY2&sig=ZURr5EQG8AnA5KYdh1bola9igv0&hl=es&ei

=XQlBS4H0I4SqjAe8oqCtDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9&ved=0CD4Q6A

EwCA#v=onepage&q=diplocardia%20luciferin&f=false

- http://www.photobiology.info/Viviani.html

- http://www.conncoll.edu/ccacad/zimmer/GFP-ww/GFP-1.htm

- http://en.wikipedia.org/wiki/Green_fluorescent_protein

- http://www.planetasapiens.com/?p=1587

- http://www.jbc.org/content/276/39/36508.full

Libros de texto:

- David L. Nelson y Michael M. Cox. Lehninger Principios de Bioquímica. Quinta Edición.

- Lubert Stryer, Jeremy M. Berg y John L. Tymoczko. Bioquímica. Sexta Edición. Reverté.

Publicaciones y trabajos:

- “Bioluminiscence”, J. Woodland Hastings. Harvard University, Cambridge Massachusetts. March 2004.

- Seminario “Bioluminiscencia de Invertebrados”. Nelson Sebastián Martínez Martínez.

Universidad de Tarapaca de Arica. Facultad de ciencias. Departamento de biología.

- Apuntes “Luz. Cambios de color. Bioluminiscencia” de la asignatura “Ecofisiología animal”.

Universidad de Murcia. Facultad de ciencias. Departamento de fisiología.

seminario sobre la bioluminiscencia

Documents