Luciferina e Luciferase: Produção de luz por Organismos Vivos

A bioluminescência é o fenômeno que é responsável pela produção de luz por organismos vivos. Esse fenômeno é um exemplo de reação endergônica acionada pela hidrólise de ATP, assim como de interconversão de formas de energia (química para luminosa).

Esta substância química que se torna luminescente é denominada de luciferina (em alusão ao diabo, Lúcifer, que significa “Portador da Luz”):

reaçao luciferina luciferase
Reação da luciferina com oxigênio e com a ATP, sendo catalisada pela enzima luciferase, produzindo oxiluciferina, AMP (Adenosina monofosfato ou Monofosfato de adenosina), Pirofosfato (PPi) e luz

Essa reação da luciferina que é catalisada pela enzima luciferase (proteína comumente encontrada nos vagalumes), ocorre em uma ampla variedade de organismos, além do próprio vagalume. Essa variedade de organismos vai desde organismos marinhos até cogumelos.

Essa luz produzida requer níveis consideráveis de energia, sendo o ATP utilizado em um grupo de reações que convertem energia química em energia luminosa. A luz que é gerada por esses seres vivos é geralmente usada para evitar predadores ou como sinal para o acasalamento.

Entendendo a Luciferina e a Luciferase


Descoberta na década de 1950, a partir de milhares de vagalumes que foram coletados por crianças em Baltimore e nos seus arredores, William David McElroy e seus colaboradores da Universidade Johns Hopkins isolaram os principais componentes bioquímicos responsáveis pela biolumenescência: a luciferina (ácido carboxílico complexo) e a enzima luciferase.

vagalume luciferina luciferase
Os vagalumes empregam ATP para iniciar a oxidação de luciferina. Esse processo converte a energia química em uma energia luminosa que sinaliza que ele está querendo acasalar.

Em seus experimentos, eles descobriram que a geração de um lampejo de luz requer a ativação da luciferina por meio de uma reação enzimática envolvendo a clivagem de pirofosfato do ATP para formar luciferil-adenilato. Na presença de oxigênio molecular e luciferase, a luciferina sofre descarboxilação oxidativa, um processo que ocorre em várias etapas, formando oxiluciferina.

Esse processo é acompanhado pela emissão de luz. A cor do lampejo de luz difere de acordo com a espécie de vagalume e pode ser determinada por diferenças na estrutura da luciferase. A luciferina é regenerada a partir da oxiluciferina, em uma série de reações subsequentes.

Em laboratório, a luciferina e a luciferase purificada dos vagalumes foram utilizadas para medir quantidades muito pequenas de ATP através da intensidade de luz produzida. Quantidades tão pequenas quanto alguns picomoles (10-12 mol) de ATP podem ser detectados dessa forma.

luciferina ciclo bioluminescencia vagalume
Componentes importantes no Ciclo de Bioluminescência do Vagalume

Luciferina, Luciferase e os Refrigerantes


Os fabricantes de refrigerantes utilizam a luciferina e a luciferase para detectar contaminação bacteriana. Onde há células vivas existe ATP, e a luciferase emite luz quando encontra ATP e oxigênio. Portanto, se o refrigerante brilhar, logo ele está contaminado.


Referências


Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou técnico em informática, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e outros cursos. Se você acha legal esse projeto, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e ajude-nos a divulgar essa ideia, compartilhando com seus amigos as nossas postagens.

2 Comentários de "Luciferina e Luciferase: Produção de luz por Organismos Vivos"

Essa expressão pelo que venho pesquisando. no caso a luciferina e luciferase nada tem a ver com Diabo. Na verdade o que estas expressões tem em comum com Lúcifer é somente a a origem etimológica que portanto significa portador a luz, nada mais que isso. Nada de capirotar o negócio aí. Fanatismo faz mal

Olá Jessé

Realmente,não tem nada haver com o opositor. Além disso, a única postagem que eu falo um pouco sobre religião é a postagem sobre o cianureto de potássio, onde eu abordei o assunto de um jeito bem diferente, buscando respeitar a crença de cada um dos leitores :)

Um forte abraço

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