Existen múltiples aplicaciones para la luciferasa. Por ejemplo, cuando en biomedicina se produce un animal transgénico que contenga un gen humano que exprese determinada proteína o esté ligado a una patología, podemos introducir, adyacentemente, el gen de la luciferasa. De ese modo, las células que expresan el gen introducido también expresarán la luciferasa, brillarán en la oscuridad y será posible identificarlas a simple vista.

Esta fluorescencia también puede realizarse en vivo y comprobar en tiempo real la evolución de ciertos tipos de cáncer o la eficacia de determinados fármacos, observar cómo se mueven las células del sistema inmunitario y dónde se centran, o comprobar la eficacia de la transferencia de genes in vivo.

Elegir la luciferasa adecuada

Dependiendo del tipo de estudio que se quiera realizar, habrá unas luciferasas u otras que resulten más interesantes. Cada una tiene su propio espectro de emisión de luz, y los tejidos vivos suelen absorber parte de la luz emitida. Por ejemplo, la hemoglobina absorbe con mucha eficacia la luz azul o verde, pero muy mal la luz roja; un problema que no encontraríamos con la dermis o la epidermis, por lo que seleccionar la enzima adecuada puede ser esencial para la correcta realización del estudio. La luciferasa más empleada hasta la fecha es la que se extrae de la luciérnaga Photinus pyralis.

Además, sobre todo si se va a emplear en organismos vivos, el sustrato empleado para la reacción de la luciferasa debe ser inocuo, y distribuirse bien por los tejidos. En investigación, este sustrato se suele inyectar, y la reacción luminiscente puede tardar varios minutos en manifestarse.

Entre las limitaciones de estas aplicaciones encontramos el requisito del oxígeno; la mayor parte de las luciferasas funcionan mediante la oxidación del sustrato luciferina, por lo tanto requieren oxígeno para que la reacción tenga lugar. Excepción a esta generalidad son algunas medusas, que presentan una fase de activación previa de la luciferina, en presencia de oxígeno —formándose peroxiluciferina—, y la reacción de la luciferasa puede suceder en otro momento, incluso en condiciones anóxicas.

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Referencias:

Contag, C. H. et al. 2002. Advances in In Vivo Bioluminescence Imaging of Gene Expression. Annual Review of Biomedical Engineering, 4(1), 235-260. DOI: 10.1146/annurev.bioeng.4.111901.093336

Gould, S. J. et al. 1988. Firefly luciferase as a tool in molecular and cell biology. Analytical Biochemistry, 175(1), 5-13. DOI: 10.1016/0003-2697(88)90353-3

Hastings, J. W. 1996. Chemistries and colors of bioluminescent reactions: a review. Gene, 173(1), 5-11. DOI: 10.1016/0378-1119(95)00676-1

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