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La bioluminescence
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     Une réaction enzymatique:
A l'origine du phénomène de bioluminescence ou "photogenèse", est une substance: la luciférine.
La lumière émise est le résultat de l'action d'une enzyme protéique: la luciférase, sur la luciférine (substrat). La réaction catalysée nécessite de l'ATP et du dioxygène O² :

 Réaction simplifiée: (Luciférine + ATP) + (Luciférase + O²)   < >  Oxyluciférine +  Photons

Cette réaction se fait réellement en deux étapes ou plus avec dans certains cas production de PPi (pyrophosphate), ainsi que d'autres éléments. La production de lumière a lieu durant la phase d'oxydation de la luciférine. Le signal lumineux est  décroissant à mesure de la consommation progressive du substrat (luciférine) et de l'accumulation correspondante du produit (oxyluciférine), inhibiteur compétitif de la réaction de la luciférine avec l'enzyme (luciférase), du fait qu'une seconde réaction se produit entre l'oxyluciférine et la luciférase.

     LES DIFFÉRENTES FORMES DE BIOLUMINESCENCE:

  • Production intracellulaire: 
 Les organes responsables d'émissions lumineuses sont les "photophores". Ces cellules sont composées d'un réflecteur, de cellules très élaborées formant des couches pigmentaires, de cellules glandulaires et des bâtonnets qui orientent la lumière vers une grosse cellule unique qui joue le rôle de cristallin. La réaction enzymatique qui libère les photons se produit à partir des cellules glandulaires.
Exemple: Euphausiacés, Protozoaires, certaines Méduses (Aequora)
  • Production extracellulaire:
Les substances responsables de la production de lumière sont émises dans l'eau de mer. Leur mélange provoque un nuage lumineux. 
Exemples: Ostracode (Cyprinida), Copépode (Metridia lucens)
  • Présence de bactéries lumineuses:
L'organisme ne possède pas de photophores. Dans ce cas, ce sont des bactéries présentes dans l'organisme qui sont responsables des émissions lumineuses.
Cette forme se trouve souvent dans les organes pêcheurs des poissons de profondeur, ainsi que chez les Céphalopodes. Les Vers de feu (Odontosyllis enopla) usent également de ce type d'effet au moment de la reproduction: les émissions lumineuses des femelles signalent aux mâles l'endroit où ils doivent se placer pour féconder les oeufs libérés.