Cintilões - Scintillons
Os dinoflagelados marinhos à noite podem emitir luz azul por bioluminescência , um processo também chamado de “fosforescência dos mares”. A produção de luz nesses organismos unicelulares é produzida por pequenas estruturas no citoplasma chamadas cintilões . Entre os organismos bioluminescentes, apenas os dinoflagelados têm cintilões.
Nos dinoflagelados, a reação bioquímica que produz luz envolve uma oxidação catalisada por luciferase de um tetrapirrol linear denominado luciferina . O dinoflagelado Lingulodinium polyedra (anteriormente denominado Gonyaulax polyedra ) também contém uma segunda proteína chamada proteína de ligação à luciferina (LBP), que foi proposta para proteger a luciferina da oxidação não luminescente. A luciferina é liberada do LBP por uma diminuição no pH, e o mesmo pH diminuído também ativa a luciferase. A produção de luz nos dinoflagelados ocorre em organelas bioluminescentes chamadas cintilões e pode ser estimulada pela agitação da água do mar circundante.
O nome cintilão foi usado pela primeira vez para descrever partículas citoplasmáticas isoladas de uma espécie bioluminescente de dinoflagelado que eram capazes de produzir um flash de luz em resposta a uma diminuição no pH. Os cintilões foram observados pela primeira vez em L. polyedra por microscopia de fluorescência, onde aparecem como pequenos pontos azuis próximos à superfície da célula. Essa fluorescência azul se deve à presença do substrato da reação de bioluminescência, uma molécula naturalmente fluorescente chamada luciferina. Quando a produção de luz é estimulada pela adição de ácido diluído às células sob o microscópio, o local de produção de luz corresponde à localização dos cintilões. Além disso, a fluorescência natural da luciferina é reduzida após a reação de produção de luz.
As células observadas ao microscópio eletrônico após uma técnica envolvendo o congelamento rápido das células seguido pela substituição da água por um polímero (Fixação por congelamento rápido / Substituição por congelamento) contêm um grande número de corpos densos de elétrons ao redor da periferia da célula. Estas estruturas correspondem em tamanho e localização aos corpos fluorescentes confirmados como cintilões por sua emissão de luz, e mostram colocalização de anti-luciferase e marcação anti-LBP, o que significa que ambas as proteínas de bioluminescência são encontradas nas estruturas. Os cintilões aparecem como gotas citoplasmáticas penduradas no espaço vacuolar, pois são quase completamente circundados pela membrana vacuolar. Essa estrutura levou à proposta de que um canal de prótons controlado por voltagem na membrana vacuolar poderia permitir que um potencial de ação se propagasse ao longo da membrana vacuolar. Isso, por sua vez, permitiria que os prótons entrassem no citoplasma em torno de todos os cintilões nas células, quase simultaneamente, produzindo um flash de luz intenso, mas breve. Canais de prótons controlados por voltagem foram posteriormente identificados em um dinoflagelado, confirmando sua existência prevista
Os cintilões foram amplamente purificados a partir de L. polyedra por centrifugação , e essas preparações de cintilão purificadas contêm luciferase e proteína de ligação à luciferina como os únicos componentes proteicos detectáveis. A quantidade de luciferase, LBP e luciferina variam ao longo de um período diário (circadiano), assim como o número de cintilões na célula. Essas observações sugerem que o controle circadiano da bioluminescência envolve uma síntese e degradação diária da luciferase e da LBP. Quando sintetizadas, essas duas proteínas se agregam e migram para a membrana do vacúolo, onde o LBP se liga à luciferina e os cintilões adquirem a capacidade de produzir luz mediante estimulação.
Os cintilões não são idênticos em espécies diferentes. Cintilões isolados de dinoflagelados pertencentes ao gênero Pyrocystis , como P. lunula (anteriormente Dissodinium lunula ) ou P. noctiluca são menos densos que os de L. polyedra e não contêm LBP. Pouco se sabe sobre a estrutura ou composição dos cintilões em outras espécies além de L. polyedra .