Document

Diederik D’Hert
Atheneum Veurne
(bewerking van Bioluminescentie, VLIZ)
Leerplan?
biologische moleculen in de cel (enzymen)
onderzoekscompetentie
chemie (reactiesnelheid, chemische rekenen)
...
Voordelen:
leuke proef
was goedkoop (€10) ... €20-€90 per 0,5 à 1g
weinig materiaal
relatief korte duur (10’ tot 30’)
Bioluminescentie - wat
* productie van licht door organisme
* chemoluminescentie
* vertebraten, invertebraten, fungi, bacteriën
Bioluminescentie – hoe
veel variatie
luciferine (+O2)
luciferase
oxyluciferine
eventueel ATP
cofactor Ca2+, Mg2+
intra- als extracellulair
weinig variatie
±40 x onafhankelijk geëvolueerd
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 – 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
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
Uitvoering
1. 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.
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 ?
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
Meer lezen
-
Wikipedia (bioluminescence)
Discovery of green fluorescent proteïn, Shimomura, 2008
Bioluminescence: Chemical Principles and Methods, Shimomura
(googlebooks)