Jelaskan Bioluminesensi dari Aliivibrio fischeri

Bioluminesensi yang ada pada A. fischeri secara spesifik dapat terjadi karena proses transkripsi lux operon, yang diinduksi melalui penginderaan kuorum (quorum sensing) yang perlu mencapai tingkat yang optimal (jumlah populasi tertentu) untuk mengakitfkan lux operon tersebut dan baru pada akhirnya merangsang produksi cahaya. Selain itu, terdapat ritme sirkadian pula untuk mengontrol ekspresi cahaya, di mana pendaran akan jauh lebih terang di siang hari dan lebih redup di malam hari, seperti yang diperlukan untuk kamuflase.

Sistem luciferin - luciferase yang ada di bakteri ini dikodekan oleh sekelompok gen yang diberi label <i id="mwiQ">lux</i> operon . Pada A. fischeri, diketahui terdapat lima gen seperti itu ( luxCDABEG ) yang telah diidentifikasi aktif dalam kemampuannya mengeluarkan emisi cahaya tampak, dan dua gen lainnya ( luxR dan luxI ) diketahui berperan dalam pengaturan operon . Penelitian juga menyebutkan bahwa beberapa faktor eksternal dan internal tampaknya juga dapat menginduksi atau menghambat proses transkripsi kumpulan gen ini dan dapat memproduksi atau mengurangi emisi cahaya yang dihasilkan.

Selanjutnya adalah pembahasan A. fischeri yang merupakan salah satu dari banyak spesies bakteri yang umumnya dapat membentuk hubungan simbiosis dengan organisme laut. Organisme laut yang mengandung bakteri biasanya menggunakan bioluminesensi dengan beberapa tujuan, yang pertama untuk dapat menemukan pasangan, kedua adalah untuk menangkal predator, kemudian menarik mangsa, ataupun juga untuk berkomunikasi dengan organisme lain. Sebagai gantinya, organisme tempat bakteri tersebut hidup dapat memberi lingkungannya yang kaya akan nutrisi yang kemudian dapat dimanfaatkan oleh bakteri untuk tumbuh dan berkembang di dalamnya. Hal selanjutnya yang penting dari bioluminesens adalah operon lux yang merupakan sebuah fragmen  yang berukuran 9 kilobase dari genom A. fischeri yang mengontrol bioluminesensi melalui aktivitas katalitik dari enzim luciferase. Operon ini memiliki urutan gen yang diketahui berasal dari luxCDAB (F) E, di mana luxa dan luxB mengkodekan subunit protein dari enzim luciferase, sedangkan luxCDE mengkodekan kompleks reduktase asam lemak, yang membuat asam lemak menjadi diperlukan untuk mekanisme luciferase.  Kemudian terdapat luxC yang berperan dalam mengkodekan enzim asil-reduktase, lalu luxD untuk mengkodekan asil-transferase, dan luxE yang dapat membuat protein yang dibutuhkan untuk enzim asil-protein sintetase. Enzim luciferase dapat menghasilkan cahaya biru/ hijau melalui oksidasi mononukleotida flavin yang tereduksi dan aldehida rantai panjang oleh oksigen diatomik . Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:

FMNH 2 + O 2 + R-CHO → FMN + R-COOH + H 2 O + cahaya.

Mononukleotida Flavin yang tereduksi (FMNH) yang diperlukan untuk reaksi diatas disediakan oleh gen fre, yang juga disebut sebagai luxG . Letak gen tersebut pada A. fischeri adalah tepat di sebelah luxE yaitu dari dari urutan 1042306 hingga 1048745

Sedangkan untuk menghasilkan aldehida yang dibutuhkan dalam reaksi di atas, dibutuhkan tiga enzim tambahan dalam produksinya. Selanjutnya, asam lemak yang dibutuhkan untuk reaksi diambil dari jalur biosintesis asam lemak dengan menggunakan enzim asil-transferase. Prosesnya adalah Asil-transferase akan bereaksi dengan asil- ACP untuk melepaskan R-COOH, yang merupakan sebuah asam lemak bebas. Nantinya, R-COOH akan direduksi oleh sistem dua enzim tertentu menjadi aldehida. Reaksinya adalah berikut:

R-COOH + ATP + NADPH → R-CHO + AMP + PP + NADP + .