SNCT 2015: a luz da vida

Essa postagem faz parte da 'blogagem coletiva' organizado pelo blog Gene Repórter em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2015, 'Ciência, Luz e Vida'.

Acredito que a maioria das pessoas, sobretudo quem vive em regiões mais afastadas de grandes cidades, devem ter visto alguns pontinhos brilhantes voando para lá e para cá. Os vaga-lumes são seres que chamam a atenção. Até mesmo quem não tenha visto pessoalmente já o deve ter presenciado em filmes e animações (não lembro em qual desenho, acredito que foi em um do Ursinho Pooh, em que eles saem à noite e usam um pote cheio de vaga-lumes para iluminar o caminho).

O princípio por traz dessa 'luz natural' desses insetos[1] é de origem bioquímica. O que ocorre, de forma simplificada, é que a quebra de uma molécula durante a reação química resulta em liberação de energia em forma de luz. Abaixo, o quadro geral da reação para a produção de luz pelos vaga-lumes:

Luciferina

A molécula responsável pela luz nos vaga-lumes é a luciferina. Essa nome, para quem já está pensando em alguma associação, realmente vem do latim 'lucifer'[2]. A luciferina é a molécula que, quando quebrada pela enzima luciferase, resulta em diversos produtos, incluindo a luz, que é emitida em um comprimento de onda variando de 510nm a 670nm (trocando em miúdos: a luz tem coloração amarelo-esverdeada).

Para que a reação ocorra, além da enzima que quebra a molécula luciferina (e do magnésio que participa como co-fator), a reação precisa de ATP e oxigênio atmosférico. O ATP é a sigla para adenosina trifosfato. Ela é uma molécula com alto poder energético em suas ligações químicas. Quando ela quebra, a energia de suas ligações permite que outras reações ocorram. O AMP + PP do outro lado da reação nada mais é que a ATP quebrada duas vezes, liberando dois fósforos (PP) e sobrando o adenosina monofosfato (AMP).

O oxigênio se liga à luciferina, transferindo um átomo de oxigênio a ele, transformando-se na molécula inativa oxiluciferina. O oxigênio restante se liga ao carbono, formando o gás carbônico. Dessa reação resulta em grande quantidade de energia, que é desprendida em forma de luz.

Os vaga-lumes utilizam desse princípio e, com isso, brilham à noite. Seu brilho serve como uma forma de seleção sexual, já que serve de atrativo para o sexo oposto[3]. E o fato de piscar a luz ainda não se sabe se é devido a algum controle do sistema nervoso do inseto ou se pelo controle da entrada de oxigênio nas células que ocorrem a bioluminescência.

Com o conhecimento sobre o funcionamento desse mecanismo, os cientistas podem usar a bioluminescência como indicativo das reações que ocorrem dentro da célula. O gene que codifica a enzima luciferase[4] pode ser inserido em outros genes para verificar sua atividade. Caso dê certo, a reação brilha, devido a atividade da enzima. Nesse caso esse gene funciona como um 'gene repórter'.

Essa foi a minha contribuição para a blogagem coletiva em comemoração à SNCT 2015. Veja a relação de blogs que participam nessa postagem.

Agradecimentos:

Agradeço à Débora, amiga de laboratório que deu a ideia de escrever sobre esse tema e por me orientar sobre a origem do anjo de luz.

Rodapé:

[1]: outros organismos também possuem a capacidade de produzir a própria luz e existem diferenças entre a produção delas, já que moléculas diferentes são metabolizadas por esses diferentes organismos. Entretanto, do ponto de vista evolutivo, esses organismos não possuem grandes diferenças no modo de produzir a luz.

[2]: Para quem se interessa pela história, lucifer literalmente significa 'portador da luz'. Lúcifer tem esse nome pois, de acordo com o Cristianismo, era um dos anjos iluminados de Deus. Entretanto, ele se rebelou contra Ele por não aceitar que um dos anjos mais iluminados tivesse apenas a função de cuidar dos humanos na Terra. Por isso, ele perdeu seus poderes e caiu para as profundezas. Alguns defendem que Lúcifer não é o nome do coisa ruim, mas seu nome antes de ser um anjo caído.

[3]: os vaga-lumes ficam mais visíveis quando produzem luz, o que seria alvo fácil de predadores. Entretanto, aqueles que conseguem sobreviver a isso, possuem chances de passar essas informações à frente. O efeito é o mesmo que da cauda do pavão.

[4]: você pode ver como funciona a transformação da informação da informação no DNA em enzimas e proteínas no primeiro infográfico da postagem sobre métodos laboratoriais moleculares, clicando aqui.

Imagem que abre a postagem no Flickr.