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lunes, 28 de diciembre de 2009

CUCUBANOS: Privilegiados con el don de la luz


Los insectos bioluminiscentes son modelos preferidos en los estudios de comportamiento

Cuando es amenazado por un depredador el cucubano se torna más brillante.
Por Rosa Amelia Franqui Rivera / Especial El Nuevo Día

Bioluminiscencia es cuando un organismo produce luz mediante una reacción química. Generalmente, la luz viva es producida en tejidos y órganos internos que brillan en el exterior del cuerpo del organismo emisor. La bioluminiscencia en insectos está distribuida entre dos familias de colémbolos, una de moscas y cinco de escarabajos, siendo la bioluminiscencia más conocida la de las luciérnagas y cucubanos, escarabajos pertenecientes a las familias Elateridae y Lampyridae.

Evolución y función

En los insectos la bioluminiscencia es producida por compuestos conocidos como luciferinas. Las lucíferasas son las enzimas claves que hacen este proceso posible. Éstas combinan la luciferina con oxígeno proveniente del sistema respiratorio de los insectos creando una molécula rica en energía que excita la molécula luminiscente, que a su vez descarga esta energía como un fotón de luz, produciendo la luz visible.

Las luciferinas varían de organismo a organismo y son responsables por los diferentes colores de bioluminiscencia observados en los insectos. Entre los insectos los fotones de luz varían en color desde el rojo rubí en los escarabajos fegondidos, hasta el azul pálido de las larvas de las moscas mycetofilidas. Las luciérnagas y cucubanos emiten luces de color amarillo y anaranjado que les permiten aumentar el alcance de la señal y su contraste con la vegetación verde.

Los diferentes colores son producto de la composición de aminoácidos de la lucíferasa en las diferentes especies. La bioluminiscencia en los insectos tiene diferentes funciones biológicas: atracción sexual, defensa, iluminación, y atracción de la presa. El cucubano usa las luces de la cabeza para atraer a la pareja y las luces torácicas para asustar a sus enemigos.

También puede controlar la intensidad de su luz por ello cuando es amenazado por un depredador el cucubano se torna más brillante.

USOS MÉDICOS

Los insectos bioluminiscentes son modelos preferidos en los estudios de comportamiento, sin embargo, los estudios de la química de la bioluminiscencia de las luciérnagas y sus aplicaciones en la biología molecular y la medicina son de igual o mayor importancia. Siendo uno de los pocos casos conocidos en el cual la energía producida en las células es transformada en luz, las luciérnagas son utilizadas como herramientas en la biotecnología y medicina.

Las luciferasas y luciferinasas producidas por estos insectos son claves para descifrar el mecanismo de la conversión de energía celular en luz. Mientras, los genes de la luciferasa de estos escarabajos son usados como marcadores para diagnosticar enfermedades bacterianas y virales tales como la tuberculosis y el VIH, específicamente en la evaluación rápida de antibióticos y drogas para el tratamiento de estas enfermedades, y como biosensores de la presencia de contaminantes ambientales, entre otros.

El uso de la luciferasa se ha generalizado en la evaluación de nuevas drogas y tratamientos contra el cáncer, las enfermedades autoinmunes y otras condiciones.

Los investigadores han logrado monitorear la actividad de nuevos fármacos en células cancerosas de ratones vivos utilizando la luciferasa. La técnica consiste en medir la intensidad de luz emitida por la proteína lo cual permite evaluar la interacción entre las proteínas, en tiempo real.

De acuerdo con los investigadores esta novel técnica es útil tanto en la evaluación de la efectividad de la droga como de la dosis para obtener el beneficio máximo. Otras ventajas son la reducción del periodo de evaluación -de un promedio de 6 meses a 5 días- y los costos de producción del fármaco. En otros estudios células cancerosas en ratones han sido marcadas con la proteína luciferasa y detectadas por un método no invasivo de imágenes bioluminiscentes el cual detecta la luz y captura su intensidad creando una imagen del tamaño del tumor. Estas técnicas son muy prometedoras en la evaluación de la respuesta de los pacientes a la quimioterapia.

(La autora es Catedrática del Recinto Universitario de Mayagüez y Coordinadora del Proyecto del Museo de Entomología y Biodiversidad Tropical.)

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