Fotobiologi

Fotobiologi er samvirke og interaksjon mellom  lys, liv og levende organismer. Lys er ikke ioniserende elektromagnetisk stråling som slipper igjennom det atmosfæriske vindu som blir fanget opp (absorbert) av molekyler som virker som fotoreseptorer.

Fotobiologi som resultat av solstråling omfatter: 1)Fotosyntese, fotosystemer og tilpasnings til lys, kloroplastbevegelse. 2) Fotomorfogenese - hvordan lys bestemmer form. 3) Etiolering og mørkespirte planter. 4) Lys og strekning med forskjellig respons hos skyggeplanter og solplanter. 5) Syn hos vertebrater, synspigmentet retinal og rhodopsin. 6) Fotoperiodisitet og blomstring. 7) Cirkadiske rytmer og biologiske klokker stilt av demrings- og skumringslys. 8) Bioluminiscens og enzymsystemet luciferin-luciferase. 9) Skotobiologi (gr. skotos – mørke).  10) Fotosensitisering, fotodynamiske effekter hvor triplett klorofyll eller sekundære stoffskifteprodukter som absorberer lysenergi og overfører energien til triplett oksygen og det dannes reaktivt singlett oksygen 11) UV-skader og thymindimere, samt virkning av ultrafiolett lys hvor en rekke forskjellige stoffer absorberer, inkludert den aromatiske aminosyren tryptofan. 12) Pigmenter og absorbsjonsspektre og hvordan farger oppstår.

Fotoreseptorer

Planter har forskjellige typer fotoreseptorer som absorberer lyset: sykliske tetrapyrroler (klorofyll, protoklorofyllid, hem, porfyriner), lineære tetrapyrroler (fytokrom (PHYA-E), fykoerythrin og fykocyanin i fotosyntesen i blågrønnbakterier og rødalger), isoprener (karotenoider), blåttlyseffekter via flavoproteiner (flaviner)  med flavinmononukleotid (FMN) eller flavin adenin nukleotid (FAD), pteriner , kryptokrom (CRY1, CRY2), fototropin (PHOT1, PHOT2)), neokrom,  melaniner og brunfargete oksidasjonsprodukter fra fenoler, flavonoider (anthocyaniner), zeitlupe-proteiner, UV-B-reseptorer og UVR8 (UV-resistens lokus R8), garvestoffer (tanniner), lignin, humusstoffer med gulbrun farge bl.a. i dystrofe tjern,  provitamin D, og felles for dem er et karakteristisk absorbsjonsspekter. Ofte er den kromofore gruppen bundet til et protein hvor det skjer konformasjonsendringer ved lysabsorbsjonen f.eks. cis-trans fotisomerisering rundt karbon dobbeltbindinger i retinal eller fytokrom som viderefører signalet via signalveier til cellekjernen, transkripsjonsfaktorer og uttrykk av gener.  Lysabsorbsjonen skyldes ofte konjugerte karbon-karbon dobbeltbindinger og pi(\(\pi\))-elektroner i det lysabsorberende molekylet som kan bli eksitert.

En grafisk framstilling av bølgelengden til lyset på x-aksen (oftest samme antall fotoner ved de forskjellige bølgelengdene) og virkningen av lyset på y-aksen kalles et aksjonsspekter eller virkningsspekter. Ultrafiolett lys deles i UV-B (280-315 nanometer, nm) og UV-A (315-400 nm). Det biologiske lysvindu går fra ca. 280 nm til 1300 nm (infrarødt lys).

Lys-natt syklus

Jordens rotasjon som gir lys-nattsyklus styrer de biologiske rytmer hos omtrent alt liv via biologiske klokker og rytmer. Dyrene kan være dagaktive eller nattaktive. Mennesket har en rekke fotoreseptorer som er med å styrer søvn via melatonin. Spesielt i urbane strøk er det mye lysforurensning, og bruk av innebelysning og blåttlyskilder kan forstyrre nattesøvn.  Gatebelysning virker som egne økosystemer i den mørke årstid. Farger blir brukt i signalkommunikasjon mellom dyr og planter, og dyr seg imellom bl.a. i reproduksjonsøyemed og mimikry. Blomsterfarger.

Tilbake til hovedside

Publisert 28. jan. 2015 11:23 - Sist endret 15. feb. 2019 09:56