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Bioluminiscencia: Cómo brillar en la oscuridad

Por Jacqueline Victoria Alva García

Aún recuerdo que de pequeña, mi cuarto por las noches era un cielo estrellado, con planetas y figuras amarillo-verdosas; en lo personal amaba como brillaban, iluminando mi techo. ¿Alguna vez se han preguntado por qué se “encienden”? Ese brillo que despiden es un fenómeno conocido como fosforescencia, el cual requiere absorber energía en forma de radiación para posteriormente emitir luz.

En la naturaleza existe un fenómeno similar llamado bioluminiscencia. ¿Pero qué es y cómo funciona? La bioluminiscencia es la emisión de luz por parte de un organismo vivo, esto se logra por medio de una reacción bioquímica (Kahlke & Umbers, 2016). Se estarán preguntando ¿y qué sucede durante esta reacción química? Bueno pues los organismos bioluminiscentes cuentan con un sistema complejo conocido comúnmente como “llave-cerradura”, el cual (como su nombre lo indica) requiere de una enzima (cerradura) y de un sustrato (llave) para poder llevar a cabo la reacción química. En el caso de los organismos bioluminiscentes, estos cuentan un sustrato llamado luciferina, que al unirse a la enzima luciferasa permite que éstos emitan luz y la puedan controlarla.

Bioluminiscencia producida por microorganismos dinoflagelados

¿Existen diferencias entre la bioluminiscencia de diferentes organismos? La producción de luz varía dependiendo del organismo, esta puede diferenciarse por medio de patrones únicos de cada especie, como: brillo continuo, destellos únicos, o pulsos repetitivos. Por otro lado, la luz emitida cuenta con diferentes longitudes de onda, es decir, los colores pueden variar desde el violeta hasta el infrarrojo cercano.

Hongo brillante, luciérnaga común y pez dragón (respectivamente). Todos los organismos cuentan con diferentes patrones de emisión de luz y color (Kahlke & Umbers, 2016).

¿Sabías que…? La mayor parte de los organismos que pueden producir su propia luz provienen de las profundidades del mar.

¿Tiene alguna función para los organismos? Algunas de las funciones que puede tener la bioluminiscencia incluyen el camuflaje, mecanismos de escape, coloración como señal de advertencia, atracción de presas y cortejo. Debido a su constante evolución, se cree que la bioluminiscencia puede proporcionar de manera directa e indirecta ventajas selectivas a su productor sobre sus especies contrapartes no luminiscentes.

Infografía de la bioluminiscencia (obtenida de NTX notimex)

¿Sabías que…? Se cree que el hábitat en el cual los organismos se encuentran influencia de gran manera el color de su bioluminiscencia.

¿La bioluminiscencia puede tener otros usos? La respuesta es sí, la bioluminiscencia puede ser usada en la agricultura, los bioprocesos, mejoramiento del medio ambiente, sector salud, etc. Algunas de las aplicaciones de estas áreas son:

  1. Ecología y medio ambiente: Analizar características del medio como el efecto a nivel microbiológico y bioquímico de la toxicidad de la radiación (Esimbekova, Kratasyuk & Shimomura, 2014).
  2. Agricultura: Creación de fagos reporteros, es decir, microorganismos bioluminiscentes que ayudan a detectar patógenos transmitidos por alimentos.
  3. Sector salud: Uso de la enzima luciferasa en inmunoensayos, hibridación de ácidos nucleicos, detección simultánea de varios objetivos en una muestra, etc.

En conclusión, la bioluminiscencia es un fenómeno maravilloso de observar; proviene del resultado de procesos bioquímicos llevados a cabo por parte de organismos marinos y terrestres. El patrón de emisión y el color varían con respectos a la especie y el hábitat donde ésta se encuentre. En la actualidad se puede sacar ventaja de estos procesos bioquímicos, y generar avances en áreas importantes para la humanidad como lo son el sector salud y la agricultura.

¿Se han preguntado que es el cultivo de tejidos? Si te gustaría saber más acerca de este tema asegúrate de leer el próximo artículo.

Referencias

  • Esimbekova E., Kratasyuk V., Shimomura O. (2014) Application of Enzyme Bioluminescence in Ecology. In: Thouand G., Marks R. (eds) Bioluminescence: Fundamentals and Applications in Biotechnology – Volume 1. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, vol 144. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-43385-0_3
  • Kahlke, T., & Umbers, K. D. L. (2016). bioluminescence.Current Biology, 26(8), R313-R314. doi:10.1016/j.cub.2016.01.007

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