Bioluminesenssiä

Bioluminesenssi on kyky tuottaa valoa biologisten kemiallisten reaktioiden seurauksena. Usein valo syntyy luciferin-luciferase-reaktiossa, jossa luciferin hapettuu hapen vaikutuksesta luciferaasin katalysoimana. Joillakin lajeilla valon tuotto perustuu photoproteiineihin, kuten aequoriiniin, jonka sininen valo voidaan muuntaa vihreäksi GFP:n avulla. Valon aallonpituudet vaihtelevat lajeittain, mutta merissä yleinen sävy on sinivihreä, noin 450–520 nanometriä.

Bioluminesenssi esiintyy sekä merissä että maalla. Meriympäristöt ovat runsaimpia: lukuisat mikrolevät ja dinoflagellaatit sekä monet syvänmeren selkärangattomat ja kalat tuottavat valoa. Esimerkkejä ovat Noctiluca scintillans ja Pyrocystis-suvun lajit sekä monet loistavat meduusat. Bioluminesenssiä esiintyy myös maaperässä ja joissakin sienissä sekä mikrobeissa; ketunloiste on termi, jota käytetään kuvaamaan joitakin bioluminesenssisia sienilajeja.

Bioluminesenssin funktio on moninainen. Valo voi houkutella saalista tai kumppaneita, auttaa näkemään saalista tai peittää liikkeet vastavalossa. Lisäksi se voi toimia puolustuksena tai signaalina kilpailijoille. Valon tuotto on energiakäytöltään kallista, joten kehitys on sopeutunut tilanteisiin ja valon käyttöön tarpeen mukaan.

Bioluminesenssiin liittyvät tutkimus- ja sovellukset ovat laajoja. Luciferase- ja luciferin-reaktiot sekä GFP-lajit ovat keskeisiä reporter-geenejä, joita käytetään geeni-ilmaisun seuraamiseen sekä valonlähteinä eläinten ja kudosten tutkimuksessa. Bioluminesenssi mahdollistaa myös kuvantamisen lääketieteellisessä ja ympäristötutkimuksessa.