Tema 8 - Bioluminescencia Flashcards

1
Q

Bioluminiscencia - definición <> Flourescencia

A
  • emisión de luz por una reacción química, luz fría

<> flourescencia: sustancia se activa cuando recibe luz, luego emite

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2
Q

Que animales tienen bioluminiscencia?

A
  • 8 phyla de metazoos: Cnidaria, Ctenophora, Chaeognata, Annelida, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, Chordata
  • > 700 generos
  • 80% son marinos
  • otros son terrestre, en agua dulce casi no hay
  • tmbn raro en endoparásitos
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3
Q

Biolum en terrestres

A
  • algunos annelidos
  • algunas larvas de diptera
  • mayoría son coleoptera (luciérnagas)
  • porque no en vertebrados terrestres? misterio evolutivo
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4
Q

Biolum - colores

A
  • terrestres: amarillos, verdes, algunos azules y rojos, depende de luciferasa
  • marinos: azul dominante, más cerca de superficie hay verdes, pocas amarillos y rojos, depende de luciferina
  • hay animales con más que 1 color: más luciferinas
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5
Q

Tipos de luces (3pares)

A
  • luz continuo <> luz destello
  • luz externa (expulsar) <> luz interna
  • luz intrínseca (lucif. propio) <> luz extrínseca (luz por simbionte)
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6
Q

Biolum - Mecanismo

A
  • diferente en diferentes animales
  • lucíernagas: luciferina y luciferasa
  • luciferina + O2, Mg, ATP -> luciferina oxidada excitada – luz, CO2 -> luciferina oxidada
  • en muchos marinos: fotoproteína: incluye todo, luciferina, asa y Ox, se activa por Ca2+
  • mecanismo es muy eficaz -> no calor
  • fluoroproteina: se excita por biolum, da luz en otra color, solo en marinos
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7
Q

Luciferinas

A
  • muy diversas
  • bien conservadas evolutivamente
  • Flavinas, Aldehidos, Imidazol-pirazinas…
  • algunas con estructura similar a vitaminas
  • algunas en animales no luminescentes -> papel metabólico?
  • en cadena alimentaria: colleción de luciferinas que animal no puede sintetizar (difícil, tienen que ser muy resistente)
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8
Q

Luciferasas

A
  • son sensible a pH y temperatura -> cambio de color
  • oxigenasas o no
  • Ligasas de Acil-CoA (metab. ácidos grasos)
  • proteínas ligantes de Ca2+
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9
Q

Órganos emisores

A
  • células: fotocitos, se agrupan -> fotóforo
  • variabilidad inmensa
  • más simple: fotocitos no/poco agrupados, en animales transparentes o en cutícula
  • a veces con capa reflectora, cristales de guanina reflectoras
  • lente, concentra rayos de luz
  • sitios del simbionte también muy diversas: en cavidades dentro del cuerpo muy frecuente, bajo partes de piel transparentes, o en exterior
  • peces a veces con “párpado” (augenlid) para controlar emisión
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10
Q

Regulación de biolum

A
  • con simbionte: modificar condiciones del simbionte
  • sin simbionte: sistema nervioso, más conocido en lucíernagas:
  • fotocitos alrededor de traqueola, inervación de célula final de traqueola
  • fotocitos tienen los mitocondrios en perifería, normalmente O2 de traqueola no llega al centro de célula con luciferina, mitoc usan lo todo
  • cuando nervio excita: NO, inhibe cadena respiratoria -> O2 llega a centro -> luz
  • solo en luciérnaga europea (Photuris), no explica emisión muy rápida de luces
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11
Q

Regulación biolum por hormonas

A
  • en algunos peces
  • Melatonina: para aumeto lento y mantenido de la luz -> esconderse
  • PRL: para aumento más corto y rápido -> comunicación sexual
  • MSH: opaca cromatóforos (como lente) -> no luz, cambia color de piel
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12
Q

Papel funcional - general

A
  • defensa: seguridad
  • ofensa: sustento
  • comunicación: sexo, agrupamiento
  • aposematismo: llamar atención para decir que no es comestible
  • brillos continuos: llamar atención
  • brillos destellos: asustar depredadores
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13
Q

Defensa

A
  • intimidación, confusión de depredadores: emitir flashes, luz externa
  • marcar o iluminar depredadores: sistema de alarma de dinoflagelados
  • senuelo sacrificial: marcar depredador
  • aposematismo
  • cripsis (contrailuminación): para esconderse, iluminarse en mismo color que el fondo (azul ventral de peces, luz llega de arriba)
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14
Q

Ofensa

A
  • atraer a presa
  • localizar presa y determinar densidad
  • rapes de profundidad (anglerfische) con simbiontes
  • pulpos con tentaculos luminescentes
  • terra firme: larva de diptera Arachnocampa, viven en cuevas, emite luz azul reflejado por hilos de seda con pegamento que secreta, para capturar presa, adultos lo ven para evitar
  • en mar: utilizar luz que nadie ve salvo yo, ver depredadores, presa, pareja, en mar roja
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15
Q

Communicación

A
  • mantener juntos en un grupo
  • localizar y elegir pareja: dimorphismo sexual frecuente
  • codificar senales para comunicar con misma o otras especies, compartir niches… color, frecuencia
  • Photuris y Photinus: hembra -uris imita luz de -inus, se come
  • en luciérnagas hembras normalm atraido por luz más fuerte o más rápida
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16
Q

Codificación de senales

A
  1. duración de pulsos
  2. Intervalo entre pulsos (frecuencia)
  3. Intervalo entre series de pulsos
  4. Retardo en respuesta de la hembra
17
Q

Cómo evolucionó?

A
  • diversidad muy grande
  • independientemente >40 veces
  • orígenes diversos
  • > es fácil
  • > es ventaja grande, esp. en ambientes oscuros
  • posible que hay función antioxidante, muchas luciferinas son antioxidantes y tmbn se acumulan en especies no luminescentes
18
Q

Usos

A
  • detectar contaminación ej bacterias en hospitales, luciferina+asa en superficie, luce cuando hay ATP
  • asociar GFP a otros genes para ver si se expresan
  • ver restos de sangre
  • producción de elementos bioluminescentes
  • arboles como lámparas para calle