Was ist grün fluoreszierendes Protein?

Green Fluoreszenzprotein (GFP) ist Protein, das in einer Art Quallen, Aequorea Victoria , auftritt, die im Nordpazifik vorkommt.Fluoreszenz ist ein Phänomen, bei dem bestimmte Substanzen Energie aus elektromagnetischer Strahlung wie Licht absorbieren und die Energie bei einer anderen, normalerweise längeren Wellenlänge emittieren.Das von GFP erzeugte grüne Glühen resultiert daraus, dass es relativ hochenergieblau und ultraviolettes Licht absorbiert und es als grünes Licht emittiert, was eine längere Wellenlänge und weniger Energie aufweist.Es wird daher grün leuchten, wenn es unsichtbarem ultraviolettem Licht ausgesetzt ist.GFP ist für Biologen von besonderem Interesse, da es im Gegensatz zu den meisten anderen fluoreszierenden Proteinen selbst fluoresziert, ohne dass eine Wechselwirkung mit anderen Molekülen erforderlich ist.Da es sich um ein Protein handelt, das ausschließlich aus Aminosäuren besteht, bedeutet dies, dass Organismen gentechnisch konstruiert werden können, um sie zu produzieren, was zu einer Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Biologie führt.

Biolumineszenz tritt in vielen Meeresorganismen auf.Im Fall von aequorea victoria emittiert eine Chemilumineszenzsubstanz namens Aequorin blaues Licht, wenn es sich mit Calciumionen verbindet.Dieses Licht wird dann vom grün fluoreszierenden Protein absorbiert, um ein grünes Glühen zu erzeugen.Es wurde festgestellt, dass eine Reihe anderer Meeresorganismen diese Substanzen enthalten, aber es ist nicht klar, warum sie sich entwickelt haben, um dieses Leuchten zu produzieren oder die Farbe von Blau nach Grün zu ändern.Ein Vorschlag, der auf experimentellen Beweisen basiert, dass glühende GFP Elektronen freisetzen kann, ist, dass GFP als lichtaktiviertes Elektronendonor auf ähnliche Weise wie Chlorophyll in grünen Pflanzen wirken könnte.

Das grüne fluoreszierende Protein hat eine komplexe Struktur.Der fluoreszierende Teil mdash;bekannt als fluoreszierendes Chromophor mdash;besteht aus drei Aminosäuren, Tyrosin, Glycin und entweder Serin oder Threonin, die in einer Ringform verbunden ist.Dies ist in einer zylindrischen Struktur enthalten, die das Chromophor vor Kontakt mit anderen Molekülen schützt, ein Merkmal, das für die Fluoreszenz entscheidäußerst nützlich in Bereichen wie Genetik, Entwicklungsbiologie, Mikrobiologie und Neurologie.Es kann zum Markieren bestimmter Proteine innerhalb eines Organismus verwendet werden, um zu sehen, wo und wann sie ausgedrückt werden.Der Teil der DNA des Organismus, der für das interessierende Protein kodiert, kann so konstruiert werden, dass sie auch GFP synthetisieren und so die Verfolgung des Proteins in lebenden Zellen mit ultraviolettem Licht ermöglichen.Viren können auch auf diese Weise markiert werden, sodass Infektionen in lebenden Organismen überwacht werden können.Grün fluoreszierendes Protein kann in mehreren anderen Farben auch so modifiziert werden, dass sie neue Möglichkeiten eröffnen.Eine davon war die Schaffung von transgenen Mäusen mit unterschiedlichen Kombinationen von fluoreszierenden Proteinen, die in Neuronen exprimiert werden und die es ermöglichen, dass Neuralwege im Gehirn im Detail untersucht werden.

Weitere Anwendungen wurden außerhalb der Biologie gefunden.Eine kontroverse Entwicklung ist die Technik fluoreszierender Haustiere.Es wurden gentechnisch veränderte Tiere erzeugt, die grün fluoreszierendes Protein produzieren, und umfassen Fische, Ratten, Schweine und einen Kaninchen.