Cos'è la proteina fluorescente verde?
La proteina fluorescente verde (GFP) è una proteina che si verifica in una specie di meduse, Aequorea vittoria , che si trova nel Pacifico settentrionale.La fluorescenza è un fenomeno in base al quale determinate sostanze assorbono l'energia dalle radiazioni elettromagnetiche, come la luce, ed emettono l'energia a una lunghezza d'onda diversa, normalmente più lunga.Il bagliore verde prodotto da GFP risulta da esso assorbendo la luce blu e ultravioletta relativamente alta e emettendolo come luce verde, che ha una lunghezza d'onda più lunga e meno energia;Pertanto, brillerà verde se esposto a una luce ultravioletta invisibile.GFP è di particolare interesse per i biologi poiché, a differenza della maggior parte delle altre proteine fluorescenti, fluorescente da sola senza il requisito per alcuna interazione con altre molecole.Poiché si tratta di una proteina composta interamente da aminoacidi, ciò significa che gli organismi possono essere geneticamente modificati per produrlo, dando origine a una vasta gamma di applicazioni in vari campi di biologia.
La bioluminescenza si verifica in molti organismi marini.Nel caso di Aequorea Victoria , una sostanza chemiluminescente chiamata Aequorin emette la luce blu quando si combina con ioni di calcio.Questa luce viene quindi assorbita dalla proteina fluorescente verde per produrre un bagliore verde.È stato scoperto che un certo numero di altri organismi marini contengono queste sostanze, ma non è chiaro il motivo per cui si sono evoluti per produrre questo bagliore o per cambiare il colore dal blu al verde.Un suggerimento, basato su prove sperimentali che il GFP luminoso può rilasciare elettroni, è che GFP potrebbe fungere da donatore di elettroni attivato dalla luce, in modo simile alla clorofilla nelle piante verdi.
La proteina fluorescente verde ha una struttura complessa.La parte fluorescente mdash;noto come cromoforo fluorescente mdash;È costituito da tre aminoacidi, tirosina, glicina e serina o treonina, si sono uniti a forma di anello.Questo è contenuto all'interno di una struttura cilindrica che protegge il cromoforo dal contatto con altre molecole, una caratteristica che è cruciale per la fluorescenza, poiché il contatto con le molecole d'acqua dissipare altrimenti l'energia utilizzata per produrre il bagliore verde.
GFP ha dimostratoEstremamente utile in campi come genetica, biologia dello sviluppo, microbiologia e neurologia.Può essere usato per taggare proteine specifiche all'interno di un organismo per vedere dove e quando sono espresse;La parte del DNA dell'organismo che codifica per la proteina di interesse può essere progettata anche per sintetizzare GFP, consentendo così il monitoraggio della proteina all'interno delle cellule viventi usando la luce ultravioletta.I virus possono anche essere taggati in questo modo, consentendo di monitorare le infezioni negli organismi viventi.La proteina fluorescente verde può anche essere modificata per fluorescenza in molti altri colori, aprendo nuove possibilità.Uno di questi è stata la creazione di topi transgenici con diverse combinazioni di proteine fluorescenti espresse nei neuroni, che consentono di studiare in dettaglio percorsi neurali nel cervello.
Altre applicazioni sono state trovate al di fuori della biologia.Uno sviluppo controverso è l'ingegneria degli animali domestici fluorescenti.Sono stati creati animali geneticamente modificati che producono proteine fluorescenti verdi e includono pesci, ratti, suini e un coniglio.