Entre los microorganismos, algunas bacterias, protistas (fundamentalmente
dinoflagelados) y hongos son bioluminiscentes (la quimioluminiscencia depende de la existencia de una reacción química, no de la absorción de luz, como es el caso de la fotoluminiscencia). Hasta el momento, no se ha encontrado ninguna especie bioluminiscente en el dominio Archaea.
dinoflagelados) y hongos son bioluminiscentes (la quimioluminiscencia depende de la existencia de una reacción química, no de la absorción de luz, como es el caso de la fotoluminiscencia). Hasta el momento, no se ha encontrado ninguna especie bioluminiscente en el dominio Archaea.
Existe una gran cantidad de bacterias luminiscentes de ambientes marinos, tracto digestivo de peces e invertebrados marinos, ambientes edáficos, de vida libre, etc.
Entre todas ellas, a continuación se explicarán algunas características de ellas eligiendo diferentes hábitats.
Todas las especies de vida libre son saprófitas, vivendo sobre restos de animales marinos muertos. También se han aislado una serie de especies parásitas de crustáceos y la especie patógena para el hombre, V. vulnificus, que puede infectar las heridas.
Por último, algunas bacterias marinas bioluminiscentes (V. fischeri, P.phosphoreum, P. leiognathi) establecen simbiosis mutualistas con numerosos peces teleósteos, calamares y jibias que las almacenan en órganos especializados. En ellos, las bacterias pueden alcanzar poblaciones muy
elevadas. La emisión de luz y el crecimiento bacteriano están controlados por el hospedador.
elevadas. La emisión de luz y el crecimiento bacteriano están controlados por el hospedador.
Las especies terrestres bioluminiscentes están incluidas en los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus y muchas de ellas son endosimbiontes de nematodos y patógenas de una gran variedad de insectos.
Algunos nematodos entomopatógenos (agente microscópico que origina enfermedades en artrópodos, como, por ejemplo, Steinernema carpocapsae) mantienen asociaciones mutualistas
con bacterias bioluminiscentes del género Xenorhabdus, que se localizan en una vesícula
especializada del tracto digestivo del nematodo, esperando el momento en el cual estos
parasiten un insecto. Los nematodos invaden al insecto a través de la boca o de los
espiráculos, penetrando luego en la pared del intestino. Allí se incorporan al hemocele,
creciendo rápidamente en la hemolinfa.
con bacterias bioluminiscentes del género Xenorhabdus, que se localizan en una vesícula
especializada del tracto digestivo del nematodo, esperando el momento en el cual estos
parasiten un insecto. Los nematodos invaden al insecto a través de la boca o de los
espiráculos, penetrando luego en la pared del intestino. Allí se incorporan al hemocele,
creciendo rápidamente en la hemolinfa.
Sin la asociación con las bacterias, el nematodo no podría terminar su ciclo vital, puesto que las bacterias contribuyen a la muerte del insecto mediante la síntesis de diversas toxinas y, además, permiten la asimilación de algunos nutrientes al liberar proteasas y lipasas extracelulares que destruyen los tejidos del cadáver. Por último, también inhiben el crecimiento de otras bacterias produciendo antibióticos (xenorabdicina).
Respecto a la reacción de bioluminiscencia, nos centraremos en la especie marina Vibrio harveyi:
Se requieren, como mínimo, dos elementos: la luciferina, que produce luz, y la luciferasa, enzima que cataliza la reacción. La luciferina, enzima catalítica, reacciona en presencia de O2, genera un exceso de energía que se libera en forma de luz.
A nivel molecular, podemos afirmar que la reacción consiste en la oxidación por oxígeno molecular de un aldehído mirístico o tetradecanal (RCHO) y un flavínmononucleótido reducido (FMNH2), dando como resultado la emisión de luz de color verde-azulado, con un máximo de emisión in vitro a 490 nm.
Esta reacción biológica supone un elevado gasto energético para la célula, que se obtiene a expensas de la respiración aerobia del microorganismo. Acoplada a la reacción de emisión de luz catalizada por la luciferasa, se lleva a cabo una reacción de reciclaje del aldehído mirístico, catalizada con el complejo multienzimático ácido mirístico-reductasa (ácido graso reductasa).
Esta reacción biológica supone un elevado gasto energético para la célula, que se obtiene a expensas de la respiración aerobia del microorganismo. Acoplada a la reacción de emisión de luz catalizada por la luciferasa, se lleva a cabo una reacción de reciclaje del aldehído mirístico, catalizada con el complejo multienzimático ácido mirístico-reductasa (ácido graso reductasa).
