Co to jest zielone białko fluorescencyjne?

Zielone białko fluorescencyjne (GFP) to białko, które występuje u gatunku meduz, aequorea victoria , które występuje na północnym Pacyfiku.Fluorescencja jest zjawiskiem, w którym niektóre substancje pochłaniają energię z promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło, i emitują energię o innej, zwykle dłuższej długości fali.Zielony blask wytwarzany przez GFP wynika z tego, że pochłaniając stosunkowo wysokoenergetyczny niebieski i ultrafioletowy światło i emituje go jako zielone światło, które ma dłuższą długość fali i mniej energii;Dlatego świeci zielone, gdy będzie narażone na niewidzialne światło ultrafioletowe.GFP jest szczególnie interesujące dla biologów, ponieważ w przeciwieństwie do większości innych białek fluorescencyjnych, sama fluoresuje bez wymagań dotyczących jakichkolwiek interakcji z innymi cząsteczkami.Ponieważ jest to białko złożone w całości z aminokwasów, oznacza to, że organizmy mogą być genetycznie zmodyfikowane w celu jego produkcji, co daje szeroki zakres zastosowań w różnych dziedzinach biologii.

Bioluminescencja występuje w wielu organizmach morskich.W przypadku aequorea victoria substancja chemiluminescencyjna zwana aequoriną emituje niebieskie światło, gdy łączy się z jonami wapnia.To światło jest następnie wchłaniane przez zielone białko fluorescencyjne, aby uzyskać zielony blask.Stwierdzono, że wiele innych organizmów morskich zawiera te substancje, ale nie jest jasne, dlaczego ewoluowały, aby wytwarzać ten blask lub zmienić kolor z niebieskiego na zielony.Jedną z sugestii, opartej na eksperymentalnych dowodach, że świecący GFP może uwalniać elektrony, jest to, że GFP może działać jako dawca elektronów aktywowany światłem, w podobny sposób jak chlorofil u zielonych roślin.

Zielone białko fluorescencyjne ma złożoną strukturę.Część fluorescencyjna mdash;znany jako fluorescencyjny chromofor i mdash;Składa się z trzech aminokwasów, tyrozyny, glicyny i seryny lub treoniny, połączonych w kształcie pierścienia.Jest to zawarte w cylindrycznej strukturze, która chroni chromofor przed kontaktem z innymi cząsteczkami, co jest kluczowe dla fluorescencji, ponieważ kontakt z cząsteczkami wody w przeciwnym razie rozproszyłby energię wykorzystywaną do wytworzenia zielonego blasku.

GFP okazał się byćNiezwykle przydatne w takich dziedzinach, jak genetyka, biologia rozwojowa, mikrobiologia i neurologia.Może być stosowany do oznaczania określonych białek w organizmie, aby zobaczyć, gdzie i kiedy są wyrażane;Część DNA organizmu, która koduje białko będące przedmiotem zainteresowania, może zostać zaprojektowana w celu syntezy GFP, umożliwiając w ten sposób śledzenie białka w żywych komórkach za pomocą światła ultrafioletowego.W ten sposób można również oznaczyć wirusy, umożliwiając monitorowanie infekcji żywych organizmów.Zielone białko fluorescencyjne można również modyfikować w celu fluoresce w kilku innych kolorach, otwierając nowe możliwości.Jednym z nich było tworzenie transgenicznych myszy z różnymi kombinacjami białek fluorescencyjnych wyrażanych w neuronach, które umożliwiają szczegółowe badanie szlaków nerwowych w mózgu.

Inne zastosowania stwierdzono poza biologią.Jednym kontrowersyjnym rozwojem jest inżynieria fluorescencyjnych zwierząt domowych.Utworzono genetycznie zmodyfikowane zwierzęta, które wytwarzają zielone białko fluorescencyjne i obejmują ryby, szczury, świnie i królik