Wat is groen fluorescerend eiwit?

Groen fluorescerend eiwit (GFP) is eiwit dat voorkomt in een soort kwallen, Aequorea Victoria , dat wordt gevonden in de Noordelijke Stille Oceaan.Fluorescentie is een fenomeen waarbij bepaalde stoffen energie absorberen door elektromagnetische straling, zoals licht, en de energie uitzenden op een andere, normaal langere golflengte.De groene gloed geproduceerd door GFP is het gevolg van het absorberen van relatief energieke blauw en ultraviolet licht en het uitzenden als groen licht, dat een langere golflengte en minder energie heeft;Het zal daarom groen gloeien wanneer het wordt blootgesteld aan onzichtbaar ultraviolet licht.GFP is van bijzonder belang voor biologen, omdat het, in tegenstelling tot de meeste andere fluorescerende eiwitten, op zichzelf fluoresceert zonder de vereiste voor enige interactie met andere moleculen.Omdat het een eiwit is dat volledig bestaat uit aminozuren, betekent dit dat organismen genetisch kunnen worden gemanipuleerd om het te produceren, waardoor een breed scala aan toepassingen op verschillende gebieden van de biologie leiden.

Bioluminescentie komt voor in veel mariene organismen.In het geval van Aequorea Victoria zendt een chemiluminescerende stof genaamd Aequorin blauw licht uit wanneer het combineert met calciumionen.Dit licht wordt vervolgens geabsorbeerd door het groene fluorescerende eiwit om een groene gloed te produceren.Er is gevonden dat een aantal andere mariene organismen deze stoffen bevatten, maar het is niet duidelijk waarom ze zijn geëvolueerd om deze gloed te produceren of om de kleur van blauw naar groen te veranderen.Een suggestie, gebaseerd op experimenteel bewijs dat gloeiende GFP elektronen kan vrijgeven, is dat GFP kan fungeren als een licht geactiveerde elektronendonor, op een vergelijkbare manier als chlorofyl in groene planten.

Het groene fluorescerende eiwit heeft een complexe structuur.Het fluorescerende deel mdash;Bekend als een fluorescerende chromofoor mdash;Bestaat uit drie aminozuren, tyrosine, glycine en serine of threonine, samengevoegd in een ringvorm.Dit bevindt zich in een cilindrische structuur die de chromofoor beschermt tegen contact met andere moleculen, een kenmerk dat cruciaal is voor de fluorescentie, omdat contact met watermoleculen anders de energie zou verdrijven die wordt gebruikt om de groene gloed te produceren.uiterst nuttig op gebieden zoals genetica, ontwikkelingsbiologie, microbiologie en neurologie.Het kan worden gebruikt voor het taggen van specifieke eiwitten binnen een organisme om te zien waar en wanneer ze worden uitgedrukt;Het deel van het DNA van het organisme dat codeert voor het eiwit van belang kan worden ontworpen om ook GFP te synthetiseren, waardoor het volgen van het eiwit in levende cellen met behulp van ultraviolet licht mogelijk is.Virussen kunnen ook op deze manier worden getagd, waardoor infecties in levende organismen kunnen worden gevolgd.Groen fluorescerend eiwit kan ook worden gemodificeerd om te fluoresceren in verschillende andere kleuren, waardoor nieuwe mogelijkheden worden geopend.Een daarvan is het creëren van transgene muizen met verschillende combinaties van fluorescerende eiwitten die tot expressie worden gebracht in neuronen, waardoor neurale routes in de hersenen in detail kunnen worden bestudeerd.

Andere toepassingen zijn buiten de biologie gevonden.Een controversiële ontwikkeling is de engineering van fluorescerende huisdieren.Genetisch gemanipuleerde dieren die groen fluorescerend eiwit produceren, zijn gecreëerd en omvatten vissen, ratten, varkens en een konijn.