باکتری بیولومینسانس

بیولومینسانس یک واکنش بیوشیمیایی خاص است که برخی از ارگانیسم ها قادر به انجام دادن آن هستند که در آن دو نوع مولکول تولید می شود ؛ لوسیفرین (پیگمنت) و لوسیفراز ( آنزیم). واکنش شیمیایی که منجر به تولید نور می شود می تواند هم در سلول و هم در خارج سلول رخ بدهد. باکتری بیولومینسانس بیشتر در محیط آبی یافت می شوند تا محیط خشکی.

انواع باکتری های بیولومینسانس:

سه جنس از باکتری های تابنده ، بیشتر از سایر باکتری ها مطالعه شده اند:
1) ویبریو( vibrio)
2) فتوباکتریوم (photobacterium)
3)  (xenorhabus)

باکتری xenorhabdus یا باکتری خاکی هست و دو باکتری vibrio و photobacterium آبزی هستند که با بعضی از گونه های آبزی رابطه ی همزیستی دارند. اکثر ماهی هایی که در عمق زیاد پیدا می شوند لومینسانس هستند اگر چه بعضی از این باکتری با میزبانشان رابطه ساپروفیتی یا پارازیتی دارند.

بسیاری از این باکتری ها با بافت های خاص جانوران همزیستی دارند از جمله سرپایان و ماهی ها. مطالعات نشان می دهد که خاصیت لومینسانس موجب ترسیدن و وحشت موجودات می شود از مزایای همزیستی جانوران آبزی با باکتری لومینسانس جذب شکار یا طعمه و برقراری ارتباط است اگرچه مزایای این همزیستی به طور دقیق ، شخص نشده است. شما می توانید به راحتی این باکتری ها را از طریق انکوبه کردن ماهی خام دریای در داخل یک اتاق سرد برای چندین روز جدا کنید, بعد از گسترش باکتری میتوان یک تکه از ماهی را بر روی محیط کشت seawater-based agaf ، کشت استریک برای جداسازی باکتری داد.

سیستم کورم سنسینگ

ماکزیمم طول موج نوری که منتشر می کنند 540 نانومتر است ، اما موتانت هایی از باکتری ها جدا شده اند که رنگ های مختلفی نشر می کنند.بعضی از گونه های باکتری از سیستم کورم سنسینگ ( quroum sensing ) استفاده می کنند تا عمل لومنیسانس را افزایش یا کاهش بدهند. (کورم سنسینگ : سیستم ارتباط بین سلول های منفرد در یک جمعیت) . باکتری های لومنیسانس ماده خود القاء کننده را تولید و ترشح می کنند که ژن تولید لومنیسانس را القا می کند. این ماده می تواند آزادانه از غشای سلولی وارد یا خارج بشود. این ارتباط ها به نوسانات تراکم جمعیت پاسخ می دهند.

اپران lux بیان ژنی که برای بیولومینسانس نیاز است را کنترل می کند.
لوسیفراز آنزیم اکسیداتیوی است که واکنش بیولومنیسنس در نشر نور در ارگانیسمها را کاتالیز می کند ، لوسیفراز باکتریایی از دو زیر واحد آلفا و بتا ساخته شده است و یون کلسیم یا ATP کوفاکتورهای آن هستند. لوسیفراز واکنشی که در اکسیداسیون زنجیره بلند آلدهیدی و FMNH2 دخالت دارد را کاتالیز می کند که نتیجه آن نشر نور آبی-سبز است. تبدیل آلدهید به اسیدچرب انرژی زیادی برای نشر نور را فراهم می کنند . اکسیداسیون FMNH2 انرژی لازم برای باقی ماندن این واکنش فراهم می کند . لوسیفراز برای تولید نور با اکسیژن واکنش می دهد. لوسیفراز در بردارنده ی زنجیره بلند آلدهیدی و FMNH2 است. زنجیره آلدهیدی برای واکنش لومنیسنس ضروری است.