Evoluzione, Meccanismi e Applicazioni della Bioluminescenza

The paper discusses the description of the phenomenon of bioluminescence, starting with an overview of related natural events and the intrinsic factors that differentiate them. It presents the case of luminescence in forensic sciences, illustrating the light-producing reaction of luminol. The thesis then continues by discussing the various bioluminescent reactions found in nature, presenting a representative case as much as possible, despite the wide range of living organisms involved, from fireflies to bacteria. It begins by illustrating the phenomenon in bacteria, then in fungi, and subsequently in terrestrial and marine animals. The main themes related to bioluminescence are developed with particular attention to substrates and enzymes, such as luciferin and luciferase, as well as cofactors like molecular oxygen, ATP, and CoA. Cases of species such as Aequorea Victoria (North American jellyfish), Cypridina Hilgendorfii (an arthropod commonly known as the "Japanese sea firefly"), and Photinus pyralis (American firefly) are discussed. Finally, the paper describes imaging techniques that utilize the application of synthetic bioluminescent molecules.

L’elaborato tratta la descrizione del fenomeno della bioluminescenza in principio con una panoramica degli eventi naturali affini ad essa e dei fattori intrinseci che li differenziano. Viene presentato il caso della luminescenza nelle scienze forensi illustrando la reazione di produzione di luce del luminolo. La tesi prosegue discorrendo le diverse reazioni bioluminescenti che si trovano in natura presentando una casisitica il più possibile rappresentativa nonostante l’ampio campione di organismi viventi chiamati in causa, dalle lucciole ai batteri. In principio viene illustrato il fenomeno nei batteri poi nei funghi e successivamente negli animali terrestri e marini. Si sviluppano i temi principali legati alla bioluminescenza con particolare attenzione ai substrati e agli enzimi, luciferina e luciferasi e riguardo ai cofattori come ossigeno molecolare, ATP e CoA. Sono sviluppati i casi delle specie Aequora Victoria (medusa nordamericana), Cypridina Hilgendorfii (artropode conosciuto comunemente come ‟lucciola di mare giapponese”), Photinus pyralis (lucciola americana). Infine verranno descritte le tecniche di imaging che sfruttano l’applicazione di molecole bioluminescenti di sintesi.