PHOTOGENÈSE, biologie

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Mécanismes biochimiques de la photogenèse

À la fin du xixe siècle, le physiologiste lyonnais Raphaël Dubois reçoit de la Jamaïque quelques pyrophores. Il prélève des organes lumineux, les broie dans un mortier avec un peu d'eau froide. À condition de ne pas être privé d'oxygène, le broyat émet une vive lueur qui persiste plusieurs minutes, puis décline. L'expérience est recommencée, mais en effectuant le broyat dans de l'eau chaude : la luminescence est alors totalement inhibée. Cependant, Dubois a l'idée d'ajouter un peu de l'extrait à l'eau chaude à la préparation maintenant sombre qui avait été traitée par l'eau froide ; la luminescence est ranimée d'une manière spectaculaire. Dubois conclut que la réaction lumineuse implique deux produits. L'un, thermostable, la luciférine, n'est présent qu'en quantité limitée, ce qui explique le déclin de la réaction dans l'eau froide. L'autre, la luciférase, est détruit dans l'extrait à l'eau chaude qui préserve, par contre, la luciférine.

Ce test « luciférine-luciférase » a été la clef des recherches biochimiques sur la luminescence pendant plusieurs décennies. Il s'est révélé positif dans le cas des lucioles, des cypridines, de la pholade, et formellement négatif dans d'autres. La luciférine se combine avec la luciférase ; l'ensemble réagit avec l'oxygène pour former un complexe oxydé ; la luciférine convertie émet un photon. On connaît la structure chimique des luciférines chez quelques organismes lumineux.

Divers systèmes luminescents

Les réactions biolumineuses connues peuvent être rangées en cinq catégories (Hastings).

Oxydation de la luciférine

Le meilleur exemple de réactions d'oxydation de la luciférine est celui de Cypridina, intensément étudié au Japon (Nagoya). La luciférase, purifiée, a un poids moléculaire de 50 000. La luciférine, dont la structure est totalement élucidée, a pour formule brute C22H27ON7.

L'oxydation de la luciférine catalysée par la luciférase (E) peut s'écrire selon les réactions (1). La lumière est probablement émise par l'oxyluciférine, liée à l'enzyme.

Oxydation de la luciférine

Dessin : Oxydation de la luciférine

Dessin

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Des réactions d'oxydation de ce type ont été [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 11 pages

Médias de l’article

Oxydation de la luciférine

Oxydation de la luciférine
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Activation et réduction

Activation et réduction
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 2 médias de l'article


Écrit par :

Classification

Autres références

«  PHOTOGENÈSE, biologie  » est également traité dans :

HASTINGS JOHN WOODLAND dit WOODY (1927-2014)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 368 mots

Le biochimiste américain Woody Hastings a posé les bases moléculaire et génétique d’une nouvelle discipline, la photobiologie, en étudiant la production de lumière (luminescence) par des bactéries et des protistes. Il a pu ainsi identifier un mécanisme nouveau de contrôle de l’activité des gènes appelé quorum sensing , qui permet la coordination de la production de substances ou de mouvements au s […] Lire la suite

LUMINESCENCE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  •  • 3 907 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Chimiluminescence, bioluminescence »  : […] Ce n’est plus l’absorption de la lumière mais une réaction chimique qui produit les molécules excitées, se désexcitant ensuite en émettant de la lumière. On parle de bioluminescence quand la réaction chimique a lieu chez un être vivant. La luciole n’est ni fluorescente ni phosphorescente, mais bioluminescente. Un des exemples les plus quotidiens de chimiluminescence est la flamme bleue du gaz de […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Marie BASSOT, « PHOTOGENÈSE, biologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/photogenese-biologie/