БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

BIOLUMINESCENCE

Marina Kantysheva

2nd year Master's student, specialty: Biology, Faculty of Chemistry and Biology, Ingush State University,

Russia, Magas

Marem Gadaborsheva

Scientific Supervisor, Candidate of Sciences, Associate Professor, Department of Biology, Faculty of Chemistry and Biology, Ingush State University,

Russia, Magas

АННОТАЦИЯ

Биолюминесценция - видимое в темноте свечение живых организмов. В большинстве случаев это свечение обусловлено специфическими ферментативными реакциями. Несмотря на относительную легкость в изучении биолюминесценции, на сегодняшний день о ней известно удивительно мало. Особенно, если учесть, что поляризационное зрение и сигналы раскрыты довольно подробно, хотя изучение их требует новейшие методы изучения. И лишь немногие ученые изучали явление флуоресценции в сравнительном и экологическом контексте.

ABSTRACT

Bioluminescence is the glow of living organisms visible in the dark. In most cases, this glow is caused by specific enzymatic reactions. Despite the relative ease of studying bioluminescence, surprisingly little is known about it today. Especially when you consider that polarizing vision and signals are disclosed in quite detail, although studying them requires the latest methods of study. And only a few scientists have studied the phenomenon of fluorescence in a comparative and ecological context.

Ключевые слова: видимый диапазон, биолюминесценция, люциферин, люциферазы.

Keywords: visible range, bioluminescence, luciferin, luciferase.

Способностью излучать свет в видимом диапазоне обладают совершенно разные классы, даже царства организмов. К ним относятся некоторые виды бактерии, водоросли, кораллы, медузы, грибы, черви, моллюски, насекомые, рыбы (более высокоорганизованные организмы не обладают способностью к флуоресценции). Около 700 родов содержат виды, испускающие свет самостоятельно или благодаря симбионтам. Роль биолюминесценции в природе: привлечение добычи, освещение, коммуникация, маскировка, помимо этого также как средство нападения, обороны, отпугивания или отвлечения, предупреждения или угрозы. По времени продолжительность свечения варьирует от долей секунды до часов, цвет — голубой, красный, зеленоватый, розовый. У разных видов животных органы свечения разные. У бактерий — в цитоплазме, у одноклеточных эукариот — в специальных органоидах, у насекомых и рыб — в особых органах: от скоплений железистых клеток до сложных образований, содержащих люминесцирующие бактерии. По источникам света свечения подразделяются на внутриклеточное и секреторное. Примером могут служить кальмары, которые для ослепления противника выбрасывают в воду «облако» из продуктов секреции двух желез.

Природа биолюминесценции — химическая. Субстрат люциферин, маленькая органическая молекула, окисляется под действием специфического фермента люциферазы. Люциферины и люциферазы у различных биологических видов химически не идентичны. Все такие реакции требуют окислителя (чаще всего молекулярного кислорода, иногда перекиси водорода) и протекают с образованием промежуточных комплексов — органических перекисных соединений. При их распаде высвобождается энергия, которая не рассеивается в виде тепла, а возбуждает молекулы вещества, испускающего фотоны (отсюда название «холодное свечение»). От их энергии, а значит от типа конкретного люциферина, зависит частота света (т. е. цвет). В трех известных случаях участником люциферин-люциферазной реакции становится еще и аденозинтрифосфат (АТФ). Это свойственно многоножке Luminodesmus sequoia, грибной мушке Arachnocampa flava и всем видам светляков. Биолюминесценция, однако, может происходить и по-другому. Свечение медузы Aequorea обусловлено взаимодействием специфического белка экворина с ионами кальция, причем без участия кислорода.

Во многих случаях функция биолюминесценции в жизни отдельных светящихся организмов выяснена не до конца, либо вообще не изучена.

Список литературы:

1. Roura S., Galvez-Monton C., Bayes-Genis A. Bioluminescence imaging: a shining future for cardiac regeneration // J. Cell. Mol. Med. 2013. V. 17. № 6. P. 693–703.
2.  Shimomura O. Bioluminescence: chemical principles and methods. Singapore, 2006.
3.  Nakamura H., Kishi Y., Shimomura O. et al. Structure of dinoflagellate luciferin and its enzymic and nonenzymic air-oxidation products // J. Am. Chem. Soc. 1989. V. 111. P. 7607–7611.
4.  Залесская Н. Т., Петушков В. Н., Родионова Н. С. Светящиеся почвенные энхитреиды (Oligochaeta, Enchytraeidae) // Докл. АН СССР. 1990. Т. 310. № 2. C. 496–498.