ضيائية حيوية

الضيائية الحيوية هو نوع من التألق، وهو إنتاج وانبعاث ضوء من قبل كائن حي ما نتيجة لتفاعل كيميائي. ينتج من تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ضوئية حيث تتحول مادة اللوسيفرين بعد اتحادها مع الأكسجين لتكون مادة الأوكسي لوسفرين المضيئة، يقوم بهذا التفاعل إنزيم اللوسيفراز الذي يرتبط بمصدر الطاقة في الخلايا الحية (ثلاثي فوسفات الأدينوسين) ويظل مرتبطاً بها حتى تأتي إشارة من الخلايا المتخصصة لإصدار الضوء الحيوي فينفصل الإنزيم عن أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو مصدر الطاقة ليقوم الإنزيم بتحفيز تحول مادة اللوسفرين للاتحاد بالأكسجين وتتأكسد لتكوين المادة المضيئة (الاوكسي لو سفرين). هي ظاهرة واسعة الانتشار في جميع المستويات البيولوجية : البكتيريا، الفطريات، الطلائعيات، الديدان، والرخويات، القشريات، الرأسقدميات، شوكيات الجلد، والحشرات، والأسماك.

في بعض الحيوانات، يكون الضوء جرثومي المصدر، وتنتجه كائنات تكافلية مثل بكتيريا الضمة؛ في حالات أخرى، يكون الضوء ذاتي المصدر، تنتجه الحيوانات بأنفسها. بشكل عام، يشمل التفاعل الكيميائي الرئيسي في الضيائية الحيوية بعض الجزيئات التي ينبعث منها الضوء بالإضافة إلى الإنزيم، يُطلق عليه عمومًا اسم «لوسيفيرين» و «لوسيفيراز»، على التوالي. نظرًا لأن هذه الأسماء عامة، فغالبًا ما تُميّز اللوسيفيرينات واللوسيفيرازات عن طريق تضمين الأنواع أو المجموعة، بمعنى آخر لوسيفرين اليراعة. في جميع الحالات المميزة، يحفز الإنزيم أكسدة اللوسيفيرين.

في بعض الأنواع، يحتاج اللوسيفيراز إلى عوامل مرافقة أخرى، مثل أيونات الكالسيوم أو المغنيزيوم، وأحيانًا يتطلب أيضًا جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفات الذي يختزن الطاقة.

في التطور، يختلف اللوسيفيرين قليلاً: على وجه الخصوص، «السويلينتيرايزين»، موجود في أحد عشر حيوانًا مختلف (الشعبة)، على الرغم من أن بعض هذه الحيوانات تحصل عليه من خلال نظامها الغذائي. على العكس من ذلك، تختلف اللوسيفريزات على نطاق واسع بين أنواع مختلفة، وبالتالي نشأت الضيائية الحيوية على مدى أربعين مرة في التاريخ التطوري. ذكر كل من أرسطو وبليني إلدر أن الخشب الرطب يعطي في بعض الأحيان توهجاً، وبعد عدة قرون، أوضح روبرت بويل أن الأكسجين مَعني في العملية، سواء في الخشب أو في الديدان المتوهجة. لم يُحقَّق في الضيائية الحيوية بشكل صحيح حتى أواخر القرن التاسع عشر.

تتوزع هذه الظاهرة على نطاق واسع بين المجموعات الحيوانية، وخاصة في البيئات البحرية إذ تتسبب السوطيات الدوارة في التفسفر (الوميض الفوسفوري) في طبقات المياه السطحية. يحدث على الأرض في الفطريات والبكتيريا وبعض مجموعات اللافقاريات، بما في ذلك الحشرات. تشمل استخدامات الضيائية الحيوية من قبل الحيوانات الإضاءة العكسية (التمويه)، ومحاكاة الحيوانات الأخرى، على سبيل المثال لجذب الفرائس والإشارة إلى أفراد آخرين من نفس النوع، مثل جذب الزملاء. في المختبر، تُستخدم الأنظمة المستندة إلى اللوسيفيراز في الهندسة الوراثية والبحوث الطبية الحيوية. يتحقق باحثون آخرون في إمكانية استخدام أنظمة الإضاءة الحيوية لإنارة الشوارع وللديكور، وأُنشئ مصنع للضيائية الحيوية.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.