بیولومینسانس یک واکنش بیوشیمیایی خاص است که برخی از ارگانیسمها قادر به انجام دادن آن هستند که در آن دو نوع مولکول تولید می‌شود ؛ لوسیفرین (پیگمنت) و لوسیفراز (آنزیم). واکنش شیمیایی که منجر به تولید نور می‌شود می‌تواند هم در سلول و هم در خارج سلول رخ بدهد. باکتری بیولومینسانس بیشتر در محیط آبی یافت می‌شوند تا محیط خشکی. سه جنس از باکتری‌های تابنده، بیشتر از سایر باکتری‌ها مطالعه شده‌اند:
- ویبریو (vibrio)
- فتوباکتریوم (photobacterium)
- (xenorhabus)
باکتری xenorhabdus باکتری خاکی هست و دو باکتری vibrio و photobacterium آبزی هستند که با بعضی از گونه‌های آبزی رابطه‌ی همزیستی دارند. اکثر ماهی‌هایی که در عمق زیاد پیدا می‌شوند لومینسانس هستند اگر چه بعضی از این باکتری با میزبانشان رابطه ساپروفیتی یا پارازیتی دارند. بسیاری از این باکتری‌ها با بافت‌های خاص جانوران همزیستی دارند از جمله سرپایان و ماهی‌ها.
مطالعات نشان می‌دهد که خاصیت لومینسانس موجب ترسیدن و وحشت موجودات می‌شود از مزایای همزیستی جانوران آبزی با باکتری لومینسانس جذب شکار یا طعمه و برقراری ارتباط است اگرچه مزایای این همزیستی به طور دقیق، مشخص نشده است. شما می‌توانید به راحتی این باکتری‌ها را از طریق انکوبه کردن ماهی خام دریای در داخل یک اتاق سرد برای چندین روز جدا کنید, بعد از گسترش باکتری میتوان یک تکه از ماهی را بر روی محیط کشت seawater- based agaf، کشت استریک برای جداسازی باکتری داد.
ماکزیمم طول موج نوری که منتشر می‌کنند ۵۴۰ نانومتر است، اما موتانت‌هایی از باکتری‌ها جدا شده‌اند که رنگ‌های مختلفی نشر می‌کنند. بعضی از گونه‌های باکتری از سیستم کورم سنسینگ (quroum sensing ) استفاده می‌کنند تا عمل لومنیسانس را افزایش یا کاهش بدهند. (کورم سنسینگ : سیستم ارتباط بین سلول‌های منفرد در یک جمعیت). باکتری‌های لومنیسانس ماده خود القاء کننده را تولید و ترشح می‌کنند که ژن تولید لومنیسانس را القا می‌کند. این ماده می‌تواند آزادانه از غشای سلولی وارد یا خارج بشود. این ارتباط‌ها به نوسانات تراکم جمعیت پاسخ می‌دهند. اپران lux بیان ژنی که برای بیولومینسانس نیاز است را کنترل می‌کند. لوسیفراز آنزیم اکسیداتیوی است که واکنش بیولومنیسنس در نشر نور در ارگانیسمها را کاتالیز می‌کند، لوسیفراز باکتریایی از دو زیر واحد آلفا و بتا ساخته شده است و یون کلسیم یا ATP کوفاکتورهای آن هستند. لوسیفراز واکنشی که در اکسیداسیون زنجیره بلند آلدهیدی و FMNH2 دخالت دارد را کاتالیز می‌کند که نتیجه آن نشر نور آبی-سبز است. تبدیل آلدهید به اسیدچرب انرژی زیادی برای نشر نور را فراهم می‌کنند. اکسیداسیون FMNH2 انرژی لازم برای باقی ماندن این واکنش فراهم می‌کند. لوسیفراز برای تولید نور با اکسیژن واکنش می‌دهد. لوسیفراز در بردارنده‌ی زنجیره بلند آلدهیدی و FMNH2 است. زنجیره آلدهیدی برای واکنش لومنیسنس ضروری است.
تهیه کننده : سعید کارگر