Alam merupakan produk yang maha pencipta yang didalamnya menyimpan banyak fenomena yang mengagumkan. Salah satu fenomena tersebut adalah adanya bioluminescens, yaitu produksi cahaya secara biologi. Hal ini bisa dilihat pada fenomena kunang-kunang, tumbuhan hutan jamur yang bercahaya, invertebtata laut, ulat, ikan dan lain-lain.
Sejumlah bakteri gram-negatif diketahui dapat memancarkan cahaya (luminescens). Contohnya adalah genus Photobacterium dan beberap genus Vibrio. Kebanyakan bakteri luminescens tersebut ditemukan di laut dan berasosiasi dengan ikan. Beberapa organ ikan dapat berluminescens karena pada organ tersebut tumbuh bakteri luminescens. Beberapa bakteri luminescens hidup secara saprofit pada ikan mati, sehingga untuk mengisolasi bakteri ini lebih mudah diambil dari ikan yang telah mati (1-2 hari) pada suhu 10-20 derajat Celsius.
Kemampuan bakteri untuk ber-luminescens tidak lepas dari adanya enzim luciferase yang dimiliki oleh bakteri tersebut. Bersama dengan tiga komponen lainnya yaitu ; senyawa aldehid rantai panjang, flavin mononukleotida, dan oksigen, bakteri tersebut menghasilkan senyawa autoinduser berupa senyawa homoserin lakton yang dapat menginduksi sel-sel lain sehingga menyebabkan munculnya cahaya
Proses berpendar ini terjadi karena ada protein yang disebut luciferin diubah menjadi oxyluciferin oleh enzim luciferase dengan adanya oksegen (Atlas 1997). Enzim luciferase ini sintesisnya diatur oleh gen lux (lux I dan Lux R) dan sistesisnya bersifat autoinduksi. Bakteri luminescens ini memproduksi substrat tertentu yang disebut autoinduser yang jika sel-selnya memenuhi titik kritis (critical level), maka akan menginduksi luciferase. Saat jumlah sel bakteri ini masih sedikit, proses luminescens tidak terjadi, namun saat jumlahnya m,emenuhi syarat (quorum sensing) maka autoinduser terkumulasi dan berfungsi sehingga proses luminescens terjadi.
Proses luminescens terjadi tidak cukup hanya dengan adanya luciferin, tetapi harus dibutuhkan komponen yang lain. Komponen tersebut adalah senyawa aldehid rantai panjang (seperti dodekanal), flavin mononukleotida (FMN), dan oksigen. Walaupun hidup secara aerob-fakultatif, Photobacterium memerlukan oksigen untuk mengoksidasi luciferin.
Reaksi keseluruhan yang terjadi dalam proses ini adalah sebagai berikut ;
Lusiferase
FMNH2 + O2 + RCHO FMN + RCOOH + cahaya
FMNH2 digunakan sebagai donor elektron pertama dan FMN sebagai penerima elektron. Cahaya yang dihasilkan merupakan hasil proses penyerapan cahaya ungu yang menyebabkan terksitasinya ellektron ke kulit terluar, dan pada waktu kembali ke kulit awalnya akan membebaskan energi dalam bentuk cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek.
| |
|
