¿Por qué tienen luz las luciérnagas?

La capacidad que tienen los animales para emitir luz se llama bioluminiscencia, siendo las luciérnagas unos coleópteros célebres por esta condición. Una de las finalidades de brillar en la oscuridad es el apareo, donde machos y hembras de la misma especie realizan señales luminosas para comunicarse. Cada especie de luciérnaga tiene sus propios patrones o pautas para emitir luz.

Otra de las razones por las cuales las luciérnagas brillan, es para evitar los depredadores. En el cuerpo de la luciérnaga existe un producto químico denominado luciferina que tiene un gusto horrible y enseña a sus enemigos a relacionar la luz de las luciérnagas, con el mal sabor. De manera que también les sirve como medio de defensa.

¿Cómo consiguen brillar las luciérnagas en la oscuridad?

Las células de la parte posterior de la luciérnaga producen la enzima luciferasa o monooxigenasa, que es la que produce luz.

En el núcleo de cada célula, una enzima denominada ARN polimerasa encuentra el ADN del gen reportero luciferasa (LUC) que hay en los genomas de las células, que a su vez activa la enzima luciferasa. Esto se consigue especificando la secuencia de aminoácidos:

1. La ARN polimerasa copia el gen LUC en forma de ARN mensajero (ARNm), una molécula muy similar al ADN. Este proceso de copia se denomina “transcripción” porque la ARN polimerasa transcribe la información que contiene el gen LUC.
2. Cuando la transcripción termina, el LUC ARNm se traslada al citoplasma:
3. Una vez en el citoplasma, el ARNm del gen LUC es reconocido por la maquinaria creadora de proteínas en las células, los ribosomas:
4. El ribosoma interpreta la información en el ARNm del gen LUC para producir una cadena de aminoácidos que fabricará la enzima luciferasa. Este proceso tiene el nombre de “traducción”, porque el ribosoma está traduciendo la información en un producto nuevo:
5. Para poder convertirse en una enzima luciferasa funcional, la cadena de aminoácidos debe doblarse para transformarse en una figura tridimensional. Dicha enzima produce una reacción química que genera luz.
6. Para generar una luz visible, las células de la parte trasera de la luciérnaga necesitan producir miles de enzimas luciferasa a la vez. Dentro de cada célula, la nuevas enzimas buscan y se funden con el pigmento químico luciferina.
7. La enzima luciferasa acelera una reacción química que combina el oxígeno de la molécula con la luciferina para formar oxiluciferina.
8. Esta reacción requiere energía, donde la luciferasa les cederá el oxígeno y producirá la emisión de luz. La acción de muchas enzimas luciferasa dan como resultado una luz que es visible, atrae a las parejas y sirve de advertencia a sus depredadores.

Químicamente hablando:

La luciferina se combina con el oxígeno y forma una molécula inactiva llamada oxiluciferina. La luciferasa regula la velocidad, acelerando la reacción que ocurre en dos pasos y que da lugar a la luz:

• La luciferina se combina con el trifosfato de adenosina, forma adenilato de luciferina y pirofosfato sobre la superficie de la enzima luciferasa. El adenilato de luciferina se mantiene unido a la enzima: 

luciferina + trifosfato de adenosina ----> adenilato de luciferina +pirofosfato.

• El adenilato de luciferina se combina con el oxígeno y forma monofosfato de adenosina y oxiluciferina, la luz se emite y la oxiluciferina y el monofosfato de adenosina se liberan de la superficie de la enzima; es decir, 

adenilato de luciferina + O2 ----> oxiluciferina + monofosfato de adenosina + luz.

Más adelante hablaremos sobre más casos de bioluminiscencia; para ser exactos, el de las medusas.