Светлячки, или молниеносные жуки, способны создавать свет внутри своих тел. Этот процесс называется биолюминесценцией и характерен для многих других организмов, преимущественно морских. Светлячки мерцают, чтобы привлечь себе пару. Для этого они используют специализированные клетки в своем животе, которые создают свет.
Эти клетки содержат в себе химическое вещество, называемое люциферин, и производят фермент, называемый люциферазой. Чтобы создать свет, люциферин соединяется с кислородом и образует неактивную молекулу, называемую оксилюциферином. Реакция происходит в два этапа:
-
Люциферин соединяется с аденозинтрифосфатом (АТФ), который содержится во всех клетках, и образует люциферил аденилат и пирофосфат (PPi) на поверхности фермента люциферазы. Люциферил аденилат остается связанным с ферментом: люциферин + АТФ -------------> люциферил аденилат + PPi.
-
Люциферил аденилат соединяется с кислородом и образует оксилюциферин и аденозинмонофосфат (АМФ). В этот момент происходит излучение света, и оксилюциферин и АМФ высвобождаются с поверхности фермента: люциферил аденилат + O2 -------------> оксилюциферин + АМФ + свет.
Длина волны света, излучаемого светлячками, находится в диапазоне от 510 до 670 нанометров (от бледно-желтого до красно-зеленого цвета). Клетки, которые создают свет, также содержат в себе кристаллы уридина, которые помогают отражать свет от живота наружу. Наконец, кислород поступает к клеткам через трубку в животе, называемую брюшной трахеей. Неизвестно, контролируется ли включение и выключение света нервными клетками или предложением кислорода.
Химическая реакция люциферин-люцифераза использовалась многие годы для измерения количества АТФ, производимого в клетках, и при различных химических реакциях. Недавно ген (участок ДНК, кодирующий белок) для фермента люциферазы был выделен, внесён в гены других организмов и использован для отслеживания синтеза и/или экспрессии других генов (то есть использован в качестве репортерного гена).
