¿Cuál es la diferencia entre bioluminiscencia y fluorescencia??

Pregunta

La bioluminiscencia y la fluorescencia son fenómenos científicos relacionados con la emisión de luz.,

La bioluminiscencia es la producción y emisión de luz por un organismo vivo.. Es una especie de quimioluminiscencia. La bioluminiscencia es frecuente en vertebrados e invertebrados marinos, así como en algunos hongos, microorganismos, incluyendo algunas bacterias bioluminiscentes, y artrópodos terrestres como luciérnagas.

Fluorescencia, por otra parte, es la emisión de luz por una sustancia que ha absorbido luz u otra radiación electromagnética. Es una forma de luminiscencia. En la mayoría de los casos, la luz emitida tiene una longitud de onda más larga y, por lo tanto, menos energía que la radiación absorbida.

Bioluminiscencia vs Fluorescencia

Bioluminiscencia

La bioluminiscencia es causada por reacciones químicas dentro de los seres vivos..

La bioluminiscencia es un proceso químico en el que una enzima descompone un sustrato., y uno de los productos de esta reacción es ligero.

hongo resplandeciente

La reacción química básica en bioluminiscencia involucra una molécula emisora ​​de luz y una enzima., generalmente se llama luciferina y luciferasa, respectivamente.

La enzima luciferasa cataliza la oxidación de luciferina.. En algunas especies, la luciferasa requiere otros cofactores, como iones de calcio o magnesio y, a veces, un trifosfato de adenosina que transporta energía (ATP) molécula.

Hay poca variación evolutiva en las luciferinas.: uno, En particular, coelenterazina, se encuentra en 11 diferentes grupos filogenéticos animales, aunque algunos de los animales lo obtienen a través de su dieta. A diferencia de, las luciferasas varían ampliamente entre diferentes especies, proporcionando evidencia de que la bioluminiscencia ha ocurrido más de 40 tiempos en la historia evolutiva.

La luciferina es un compuesto que en realidad produce luz.. En una reacción química, la luciferina se llama sustrato. El color bioluminiscente (amarillo en luciérnagas, verdoso en moscas linterna) es el resultado de la disposición de las moléculas de luciferina.

Algunos organismos bioluminiscentes producen (sintetizar) Luciferin ellos mismos. Dinoflagelados, por ejemplo, bioluminiscencia en color verde azulado. Los dinoflagelados bioluminiscentes son un tipo de plancton, pequeños organismos marinos que a veces hacen que la superficie del océano brille por la noche.

Algunos organismos bioluminiscentes no sintetizan luciferina. En lugar, lo absorben a través de otros organismos, ya sea como alimento o como parte de una relación simbiótica.

Por ejemplo, Algunas especies de peces pececillos obtienen luciferina a través del “camarones de semillas” ellos consumen. Muchos animales marinos, como los calamares, contienen bacterias bioluminiscentes en sus órganos de luz. Las bacterias y los calamares están en una relación simbiótica..

La luciferasa es una enzima. Una enzima es una sustancia química. (llamado catalizador) que interactúa con un sustrato y afecta la velocidad de una reacción química.

Cuando la luciferasa interactúa con oxidada (con la adición de oxígeno) luciferina, se forma un subproducto llamado oxiluciferina. Más importante, la reacción química produce luz.

Los dinoflagelados bioluminiscentes producen luz a través de la reacción luciferina-luciferasa. La luciferasa que se encuentra en los dinoflagelados está relacionada con la clorofila química verde presente en las plantas..

Los ecosistemas de dinoflagelados bioluminiscentes son raros, formando principalmente en lagunas de agua cálida con acceso estrecho al mar abierto. Los dinoflagelados bioluminiscentes se congregan en estas lagunas o bahías, y la estrecha abertura evita que se escapen.

La mayoría de las reacciones bioluminiscentes involucran luciferina y luciferasa. sin embargo, algunas reacciones ocurren sin la enzima (luciferasa). Estas reacciones involucran una sustancia química llamada fotoproteína.. Las fotoproteínas se combinan con luciferina y oxígeno., pero necesitan otro agente, a menudo el elemento ion calcio, para producir luz.

El uso de bioluminiscencia por animales incluye enmascaramiento antiluminiscencia, imitando a otros animales, por ejemplo. para atraer presas, y señalización de otros individuos de la misma especie., por ejemplo. para atraer compañeros.

En el laboratorio, Los sistemas basados ​​en luciferasa se utilizan en ingeniería genética e investigación biomédica.. Los investigadores también están explorando el uso de sistemas bioluminiscentes para alumbrado público y decorativo., y se ha creado una planta bioluminiscente.

Los biólogos e ingenieros están estudiando los productos químicos y las condiciones asociadas con la bioluminiscencia para ver cómo las personas pueden utilizar el proceso para hacer la vida más fácil y segura..

Proteína verde fluorescente (GFP), por ejemplo, es un valioso “gen reportero. Los genes reporteros son químicos (genes) que los biólogos adhieren a otros genes que están estudiando.

Los genes informadores de GFP se identifican y miden fácilmente, generalmente por su fluorescencia. Esto permite a los científicos monitorear y controlar la actividad del gen que se está estudiando. — su expresión en la célula o su interacción con otras sustancias químicas.

Otros usos son más experimentales. Por ejemplo, Los árboles bioluminiscentes podrían ayudar a las principales calles y carreteras.. Esto reduciría la necesidad de electricidad..

Los cultivos bioluminiscentes y otras plantas pueden brillar cuando necesitan agua u otros nutrientes., o cuando estén listos para cosechar. Esto reduciría los costos para los agricultores y las empresas agrícolas..

Fluorescencia

lámparas LED

La fluorescencia es un proceso físico en el que la luz energiza los electrones en un fluoróforo a un estado de mayor energía., y cuando el electrón vuelve a su estado fundamental, emite un fotón.

La fluorescencia es un miembro de la familia omnipresente de procesos de luminiscencia en los que las moléculas susceptibles emiten luz a partir de estados excitados por electrones creados por un (por ejemplo, absorción de luz), mecánico (fricción), o mecanismo químico.

La generación de luminiscencia por excitación de una molécula por fotones de luz ultravioleta o visible es un fenómeno llamado fotoluminiscencia., que se divide formalmente en dos categorías, fluorescencia y fosforescencia, dependiendo de la configuración electrónica del estado excitado y la ruta de emisión.

La fluorescencia es la propiedad de ciertos átomos y moléculas para absorber luz a una cierta longitud de onda y posteriormente emitir luz a una longitud de onda más larga después de un corto período de tiempo., llamado la vida de la fluorescencia.

El proceso de fosforescencia ocurre de manera similar a la fluorescencia., pero con una vida mucho más larga del estado excitado.

La fluorescencia generalmente ocurre cuando la radiación absorbida se encuentra en la región ultravioleta del espectro y, por lo tanto, es invisible para el ojo humano., mientras la luz emitida está en la región visible, lo que le da al material fluorescente un color distintivo que solo se puede ver cuando se expone a la luz ultravioleta.

Los materiales fluorescentes dejan de brillar casi inmediatamente después de que cesa la fuente de radiación., a diferencia de los materiales fosforescentes, que continúan emitiendo luz durante algún tiempo.

La fluorescencia también se encuentra a menudo en la naturaleza en algunos minerales y en muchas formas biológicas en todos los reinos de la vida.. A veces se le llama biofluorescencia para mostrar que el fluoróforo proviene de un organismo vivo.. sin embargo, en muchos casos, una sustancia puede ser fluorescente incluso si el organismo está muerto.

La fluorescencia tiene muchas aplicaciones útiles, incluida la mineralogía, gemología, medicamento, sensores químicos (espectroscopia de fluorescencia), etiquetado fluorescente, tintes, detectores biológicos, detección de rayos cósmicos, pantallas fluorescentes al vacío, y tubos de rayos catódicos.

La aplicación diaria más común es en lámparas fluorescentes y LED de bajo consumo., donde se utilizan revestimientos fluorescentes para convertir la luz ultravioleta o azul de onda corta en luz amarilla de onda larga, imitando así la luz cálida de las bombillas incandescentes de bajo consumo.

Cuadro comparativo

Comparación Bioluminiscencia Fluorescencia
Definición La bioluminiscencia es la emisión de luz mediante el uso de energía liberada a través de una reacción química.. La fluorescencia es el resultado de electrones en estado excitado inducidos por la luz. (energía suministrada a través de la absorción de la luz de excitación) que posteriormente decaen a sus estados fundamentales. Esta desintegración libera energía en forma de fotones. (luz).
Reacción Las reacciones bioluminiscentes involucran moléculas de luciferina y enzima luciferasa. La luminiscencia ocurre cuando las moléculas emiten luz.(fotón) de estados de alta energía.
Longitud de onda La luz bioluminiscente se emite en longitudes de onda entre 400 y 720 nm del violeta al infrarrojo cercano.

Los organismos marinos bioluminiscentes emiten luz azul a 410–550 nm

Los fluoróforos absorben una variedad de longitudes de onda de energía luminosa, y también emiten una variedad de longitudes de onda. Dentro de estos rangos están el máximo de excitación y el máximo de emisión..
Medio material Seres vivos con enzima luciferasa Principalmente en estados de alta energía con liberación de fotones al decaer.
Ocurrencia en la naturaleza Su ocurrencia más común es biológicamente a través de luciérnagas. La fluorescencia se encuentra a menudo en la naturaleza en algunos minerales y en muchas formas biológicas en todas las formas de vida., siempre que el fluoróforo provenga de un organismo vivo.
Usos Los animales usan la bioluminiscencia como camuflaje y para imitar a otros animales. La fluorescencia se utiliza en lámparas fluorescentes de bajo consumo.

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