Чињенице зеленог флуоресцентног протеина

Зелени флуоресцентни протеин (ГФП) је а протеин која се природно јавља у медузеАекуореа вицториа. Пречишћени протеин изгледа жутом приликом уобичајене расвете, али светли зелено под сунчевом или ултраљубичастом светлошћу. Протеин апсорбује енергетску плаву и ултраљубичасту светлост и емитује је као зелено светло ниже енергије преко флуоресценције. Протеин се користи у молекуларној и ћелијској биологији као маркер. Када се уведе у генетски код ћелија и организама, то је наследно. Због тога је протеин не само користан за науку, већ и од интереса за стварање трансгених организама, попут флуоресцентних риба кућних љубимаца.

Кристална медуза, Аекуореа вицториа, Је оба биолуминесцентно (светли у мраку) и флуоресцентно (сјај као одговор на ултраљубичасто светло). Мали фото-органи који се налазе на сунцобранима медуза садрже луминесцентни протеин екорорин који катализује реакцију луциферина за ослобађање светлости. Када аекуорин ступа у интеракцију са Ца2+ јони, ствара се плави сјај. Плаво светло даје енергију да ГФП постане зелено.

instagram viewer

Осаму Схимомура је спровео истраживање о биолуминесценцији А. вицториа у 1960-има. Био је прва особа која је изоловала ГФП и одредила део протеина који је одговоран за флуоресценцију. Схимомура је скинула ужарене прстенове са милион медузе и исциједили их кроз газу како би добили материјал за проучавање. Иако су његова открића довела до бољег разумевања биолуминисценције и флуоресценције, овај дивљи тип зеленог флуоресцентног протеина (ГФП) био је претешки да би се добио много практичне примене. Године 1994. био је ГФП клониран, чинећи га доступним за употребу у лабораторијама широм света. Истраживачи су пронашли начине да побољшају оригинални протеин да би он могао да светли другим бојама, светли јаче и на специфичан начин комуницира са биолошким материјалима. Огроман утицај протеина на науку довео је до Нобелове награде за хемију за 2008. годину, додељене Осаму Схимомура, Марти Цхалфие и Рогер Тсиен за "откриће и развој зеленог флуоресцентног протеина" ГФП. "

Нико заправо не зна функцију биолуминисценције или флуоресценције у кристалној желе. Рогер Тсиен, амерички биохемичар, који је делио Нобелову награду за хемију за 2008. годину, спекулисао је то медузе би могле да промене боју своје биолуминесценције од промене притиска који се мења његова дубина. Међутим, популација медуза у петак у луци Васхингтон у Васхингтону претрпјела је колапс, што отежава проучавање животиње у њеном природном станишту.

Иако је значај флуоресценције за медузе нејасан, ефекат који је протеин имао на научна истраживања је запањујући. Мали флуоресцентни молекули обично су токсични за живе ћелије и негативно утичу на воду, ограничавајући њихову употребу. ГФП се, с друге стране, може користити за гледање и праћење протеина у живим ћелијама. То се постиже придруживањем ген за ГФП до гена протеина. Када се протеин направи у ћелији, флуоресцентни маркер се веже на њу. Свјетло у ћелији чини бјеланчевине сјај. Флуоресцентна микроскопија користи се за посматрање, фотографисање и снимање живих ћелија или унутарћелијских процеса без ометања истих. Ова техника делује на праћењу вируса или бактерија док инфицира ћелију или на обележавању и праћењу ћелија рака. Укратко, клонирање и рафинирање ГФП-а омогућили су научницима да прегледају микроскопски живи свет.

Побољшања ГФП-а су га учинила корисним као биосензор. Модификовани протеини делују на молекуларне машине које реагују на промене у пХ или јон концентрација или сигнал када се протеини вежу један за другог. Протеин може да искључи / укључи сигнал флуоресценције или не, или може да емитује одређене боје у зависности од услова.

Научно експериментирање није једина употреба зеленог флуоресцентног протеина. Уметник Јулиан Восс-Андреае ствара протеинске скулптуре засноване на структури ГФП-а у облику бачве. Лабораторији су уградиле ГФП у геном разних животиња, неке за употребу као кућне љубимце. Иорктовн Тецхнологиес постала је прва компанија која је пласирала флуоресцентне зебрефе под називом ГлоФисх. Живо обојене рибе су првобитно развијене за праћење загађења воде. Остале флуоресцентне животиње укључују мишеве, свиње, псе и мачке. На располагању су и флуоресцентне биљке и гљивице.

instagram story viewer