Bioluminescentie Diederik D’Hert Atheneum Veurne (bewerking van Bioluminescentie, VLIZ)

Bioluminescentie Leerplan? biologische moleculen in de cel (enzymen) onderzoekscompetentie chemie (reactiesnelheid, chemische rekenen) ... Voordelen: leuke proef goedkoop (€10) weinig materiaal relatief korte duur (10’ tot 30’) was ... €20-€90 per 0,5 à 1g

Bioluminescentie Bioluminescentie - wat * productie van licht door organisme * chemoluminescentie * vertebraten, invertebraten, fungi, bacteriën

Bioluminescentie Bioluminescentie – hoe luciferine (+O2) oxyluciferine veel variatie luciferase eventueel ATP cofactor Ca2+, Mg2+ intra- als extracellulair weinig variatie ±40 x onafhankelijk geëvolueerd

Bioluminescentie Bioluminescentie - waarom ±40 x onafhankelijk geëvolueerd Functie divers: counter illumination mimicry verdediging verwarring predator v. predator aantrekken predator kwetsbaar maken (counter-evolution: zwarte maagbedekking) aantrekken partner aantrekken voedsel (larven van bepaalde wespen) aantrekken organismen die sporen verspreiden (zwammen) waarschuwen (oneetbaar) oplichten (bepaalde diepzeevissen rood licht  rode prooien zichtbaar)

Bioluminescentie Bioluminescentie – geschiedenis Aristoteles: vochtig hout R. Boyle: belang O2 Darwin (reis op Beagle): schuimgolfjes overdag  lijntjes van licht ‘s nachts  biolumuninescentie door Crustacea Koude oorlog: US Navy stelt vast dat golven van onderzeeërs soms bioluminescentie kunnen opwekken Japan: interesse voor gebruik tijdens militaire operaties

Bioluminescentie Bioluminescentie 1920: onderzoek door Harvey naar mechanisme (bij Cyprinia / Vargula hilgendorfii)  niet fosfor maar wel luciferine gelijkenissen suggereren sterke verwantschap hypothese fout zoektocht structuur luciferin: 30 jaar zonder succes Japanner Osamu Shimomura ontdekt structuur 10 jaar later leidde tot ontdekking GFP (biologische marker)  2008: Nobelprijs chemie

Bioluminescentie

Bioluminescentie Uitvoering Breng enkele (tiental) gedroogde zeevuurvliegjes in een reageerbuis (reageerbuis A), en maal ze fijn met een glazen staaf. Voeg, in een verduisterde omgeving, enkele druppels water toe en schud de reageerbuis zachtjes. 2. Plaats een andere reageerbuis (reageerbuis B) met enkele NIET GEMALEN zeevuurvliegjes in een weinig water, gedurende enkele minuten in kokend water. Koel ze daarna terug af onder stromend water. Maal de zeevuurvliegjes fijn met een glazen staaf (in een donkere omgeving), en schud met de reageerbuis.   3. Voeg de inhoud van proefbuis B bij proefbuis A.   4. Neem een reageerbuis C en maal er enkele gedroogde zeevuurvliegjes in met de glazen staaf. Voeg er – in een verduisterde omgeving - enkele druppels azijn (of NaOH) aan toe.

Bioluminescentie Waarnemingen A: licht B: geen licht A+B: licht C: geen licht Verklaring A: luciferine  oxyluciferine o.i.v. luciferase B: denaturatie luciferase of luciferine o.i.v. temperatuur A+B: luciferase proef A zet luciferine proef B om tot oxyluciferine C: denaturatie luciferase (of luciferine) o.i.v. PH Denkvragen Wat is de functie H2O? Is er ATP nodig voor deze biochemische reactie ?

Bioluminescentie Uitbreiding Temperatuur i.p.v. koken invriezen Invloed pH verschillende pH’s onderzoeken denaturatie o.i.v. pH reversibel ? Invloed aanwezigheid zouten verschillende concentraties NaCl Onderzoek naar licht (golflengte) (materiaal …) afhankelijk van temperatuur, pH, concentratie zout Microscopie werken met 1 ostracode ($$$$) + microscoop + fotografie

Bioluminescentie Meer lezen Wikipedia (bioluminescence) Discovery of green fluorescent proteïn, Shimomura, 2008 Bioluminescence: Chemical Principles and Methods, Shimomura (googlebooks)