Hva Er Green Fluorescent Protein?

July 5  by Eliza

Grønt fluorescerende protein (GFP) er protein som forekommer i en art av maneter, Aequorea victoria, som finnes i det nordlige Stillehavet. Fluorescens er et fenomen hvorved visse stoffer som absorberer energi fra elektromagnetisk stråling, så som lys, og avgir energi til en annen, normalt lenger bølgelengde. Den grønne gløden produsert av GFP resultater fra det absorberende forholdsvis høy energi, blått og ultrafiolett lys og sender det som grønt lys, som har en lengre bølgelengde og mindre energi; den vil derfor lyse grønt når de utsettes for usynlig ultrafiolett lys. GFP er av spesiell interesse for biologer som, i motsetning til de fleste andre fluorescerende proteiner, fluoresces det av seg selv uten behov for noen interaksjon med andre molekyler. Siden det er et protein som består utelukkende av aminosyrer, betyr dette at organismer kan bli genetisk omkonstruert for å produsere det, noe som gir opphav til en lang rekke anvendelser i en rekke områder i biologi.

Bioluminescens forekommer i mange marine organismer. I tilfelle av Aequorea Victoria, et kjemiluminescerende stoff kalt aequorin emitterer blått lys når det kombineres med kalsiumioner. Dette lyset blir så absorbert av grønt fluorescerende protein for å fremstille en grønn glød. En rekke andre marine organismer har blitt funnet å inneholde disse stoffer, men det er ikke klart hvorfor de har utviklet seg til å produsere dette glød eller å forandre farge fra blå til grønn. Ett forslag, basert på eksperimentelle bevis for at glødende GFP kan frigjøre elektroner, er at GFP kunne fungere som en lysaktivert elektrondonor, på en lignende måte til klorofyll i grønne planter.

Den grønt fluorescerende protein har en kompleks struktur. Den fluorescerende del - kjent som en fluorescerende kromofor - består av tre aminosyrer, tyrosin, glysin og enten serin eller treonin, deltar i en ring form. Dette er inneholdt i en sylindrisk konstruksjon som beskytter kromoforen fra kontakt med andre molekyler, en funksjon som er avgjørende for fluorescens, som i kontakt med vannmolekyler ellers ville spre energien som brukes for å fremstille grønn glød.

GFP har vist seg å være svært nyttig i områder som genetikk, utviklingsbiologi, mikrobiologi og nevrologi. Den kan brukes for merking av spesifikke proteiner i en organisme for å se hvor og når de blir uttrykt; den del av organismens DNA som koder for proteinet av interesse kan bli konstruert til også å syntetisere GFP, og dermed tillater sporing av proteinet i levende celler ved hjelp av ultrafiolett lys. Virus kan også bli merket på denne måte, slik at infeksjoner i levende organismer som skal overvåkes. Grønt fluorescerende protein kan også bli endret for å fluorescere i flere andre farger, åpne opp nye muligheter. En av disse har vært etableringen av transgene mus med varierende kombinasjoner av fluorescerende proteiner uttrykt i nevroner, som tillater nervebaner i hjernen som skal studeres i detalj.

Andre programmer har blitt funnet utenfor biologi. En kontroversiell utvikling er prosjektering av fluorescerende kjæledyr. Genmodifisert dyr som produserer grønn fluorescerende protein har blitt opprettet, og inkluderer fisk, rotter, griser og en kanin.

  • Glofish er genmodifisert til å lyse grønt.
  • Grønt fluorescerende protein må skilles fra vannmolekyler eller den grønne gløden ville forsvinne.