Volumen 15 - Nº 90
Diciembre 2005
Enero 2006

Luciferasas: las enzimas de la luz

Desde tiempos remotos, las luces que emiten las luciérnagas durante las noches de verano encienden el corazón de los niños, la inspiración de los poetas y la curiosidad de los científicos. Los estudios de cómo se produce esa luminiscencia están ayudando a develar misterios del funcionamiento de las enzimas, catalizadoras de las reacciones químicas de la vida; e incluso están iluminando el camino hacia nuevos tratamientos de enfermedades tales como el cáncer y el sida.


Figura 1. En las reacciones de bioluminiscencia, en general, el compuesto luciferina se oxida (reacción impulsada por la enzima luciferasa) con el oxígeno molecular, formando un peróxido intermediario que se rompe en seguida, lo que genera moléculas-producto, una de ellas en estado excitado o de alta energía (indicado por los corchetes y el asterisco); cuando esa molécula regresa al estado fundamental, se emite un fotón (luz).

La zona intertropical es la región con la mayor diversidad de especies luminiscentes en el mundo; entre ellas, se encuentran las luciérnagas que producen los más bellos espectáculos de la naturaleza, como las llamadas larvas trencito (isondú en guaraní) que emiten luz en dos colores. En el Brasil, sin embargo, con la deforestación de bosques y selvas, esa espléndida riqueza se está perdiendo. Recientemente, las enzimas que producen la bioluminiscencia verde y roja de las larvas trencito, llamadas luciferasas, fueron clonadas en el laboratorio del Departamento de Biología de la Universidad Estadual Paulista, en Río Claro, Brasil. Estas sirven como modelo para la investigación de la relación entre la estructura de las enzimas y sus funciones catalíticas (de inducción o aceleración de reacciones químicas) y ya se están empezando a utilizar como biomarcadores luminosos en biotecnología.

La bioluminiscencia es la emisión de luz fría y visible por parte de algunos seres vivos. Se la observa en varios tipos de organismos, desde bacterias hasta peces, y constituye una forma amplificada de un proceso más general que ocurre en toda célula: la quimioluminiscencia biológica, que convierte en luz la energía contenida en las uniones químicas de compuestos orgánicos. Sin embargo, este proceso tiene poca eficiencia (relación entre el número de moléculas que reaccionan y el número de fotones que se emiten) y el ojo humano no puede detectarlo.

 

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