Co je to zelené fluorescenční protein?

Zelený fluorescenční protein (GFP) je protein, který se vyskytuje u druhu medúzy, aequorea victoria , který se nachází v severním Pacifiku.Fluorescence je jev, kdy určité látky absorbují energii z elektromagnetického záření, jako je světlo, a emitují energii při jiné, obvykle delší vlnové délce.Zelená záře produkovaná GFP je výsledkem IT absorbující relativně vysokoenergetickou modrou a ultrafialovou světlo a vyzařuje ji jako zelené světlo, které má delší vlnovou délku a méně energie;Při vystavení neviditelnému ultrafialovému světlu bude proto zářit zeleně.GFP je obzvláště zajímavý pro biology, protože na rozdíl od většiny ostatních fluorescenčních proteinů sama o sobě fluoretuje bez požadavku na jakoukoli interakci s jinými molekulami.Protože se jedná o protein složený výhradně z aminokyselin, znamená to, že organismy mohou být geneticky vytvořeny tak, aby jej produkovaly, což vede k široké škále aplikací v různých oblastech biologie.

Bioluminiscence se vyskytuje v mnoha mořských organismech.V případě aequorea victoria chemiluminiscenční látka zvaná aequorin vydává modré světlo, když se kombinuje s ionty vápníku.Toto světlo je poté absorbováno zeleným fluorescenčním proteinem za vzniku zelené záře.Bylo zjištěno, že řada dalších mořských organismů obsahuje tyto látky, ale není jasné, proč se vyvinuly, aby tuto záři vytvořily nebo změnily barvu z modré na zelenou.Jedním z návrhů, založený na experimentálních důkazech, že zářící GFP může uvolňovat elektrony, je to, že GFP by mohl působit jako donor elektronů aktivovaný světlem, podobně jako chlorofyl v zelených rostlinách.

Zelený fluorescenční protein má komplexní strukturu.Fluorescenční část mdash;známý jako fluorescenční chromofor mdash;Skládá se ze tří aminokyselin, tyrosinu, glycinu a buď serinu nebo threoninu, připojených ve tvaru kruhu.Toto je obsaženo ve válcové struktuře, která chrání chromofor před kontaktem s jinými molekulami, což je pro fluorescenci zásadní, protože kontakt s molekulami vody by jinak rozptýlil energii použitý k produkci zelené záře.

GFP se ukázal jakoVelmi užitečné v oborech, jako je genetika, vývojová biologie, mikrobiologie a neurologie.Může být použit pro označování specifických proteinů v rámci organismu, aby bylo možné zjistit, kde a kdy jsou vyjádřeny;Část organismu DNA, která kóduje protein, který je zajímavý, může být konstruována tak, aby také syntetizovala GFP, což umožňuje sledování proteinu v živých buňkách pomocí ultrafialového světla.Tímto způsobem lze také označit viry, což umožňuje monitorování infekcí v živých organismech.Zelený fluorescenční protein může být také upraven na fluoresce v několika dalších barvách a otevírat nové možnosti.Jedním z nich bylo vytvoření transgenních myší s různými kombinacemi fluorescenčních proteinů exprimovaných v neuronech, které umožňují podrobně studovat nervové dráhy v mozku.Jedním kontroverzním vývojem je inženýrství fluorescenčních zvířat.Byla vytvořena geneticky upravená zvířata, která produkují zelené fluorescenční protein a zahrnují ryby, krysy, prasata a králíka.