Hvad er grønt fluorescerende protein?
Grønt fluorescerende protein (GFP) er protein, der forekommer i en art af vandmænd, Aequorea victoria , som findes i det nordlige Stillehav. Fluorescens er et fænomen, hvorved visse stoffer absorberer energi fra elektromagnetisk stråling, såsom lys, og udsender energien ved en anden, normalt længere, bølgelængde. Den grønne glød produceret af GFP er resultatet af, at den absorberer relativt højenergiblad og ultraviolet lys og udsender det som grønt lys, der har en længere bølgelængde og mindre energi; det vil derfor lysere grønt, når det udsættes for usynligt ultraviolet lys. GFP er af særlig interesse for biologer, da den i modsætning til de fleste andre fluorescerende proteiner fluorescerer i sig selv uden kravet om nogen interaktion med andre molekyler. Da det er et protein, der udelukkende består af aminosyrer, betyder det, at organismer kan genetisk manipuleres til at producere det, hvilket giver anledning til en lang række anvendelser inden for forskellige biologiske områder.
Bioluminescens forekommer i mange marine organismer. I tilfælde af Aequorea victoria udsender et kemiluminescerende stof kaldet aequorin blåt lys, når det kombineres med calciumioner. Dette lys absorberes derefter af det grønne fluorescerende protein for at frembringe en grøn glød. Det har vist sig, at en række andre marine organismer indeholder disse stoffer, men det er ikke klart, hvorfor de har udviklet sig til at producere denne glød eller for at ændre farven fra blå til grøn. Et forslag, der er baseret på eksperimentelt bevis for, at glødende GFP kan frigive elektroner, er, at GFP kunne fungere som en lysaktiveret elektrondonor, på en lignende måde som klorofyl i grønne planter.
Det grønne fluorescerende protein har en kompleks struktur. Den fluorescerende del - kendt som en fluorescerende kromofor - består af tre aminosyrer, tyrosin, glycin og enten serin eller threonin, forbundet i en ringform. Dette er indeholdt i en cylindrisk struktur, der beskytter kromoforen mod kontakt med andre molekyler, et træk, der er afgørende for fluorescensen, da kontakt med vandmolekyler ellers ville sprede den energi, der bruges til at producere den grønne glød.
GFP har vist sig at være yderst nyttigt inden for områder som genetik, udviklingsbiologi, mikrobiologi og neurologi. Det kan bruges til at mærke specifikke proteiner i en organisme for at se, hvor og hvornår de udtrykkes; den del af organismens DNA, der koder for proteinet af interesse, kan konstrueres til også at syntetisere GFP, hvilket muliggør sporing af proteinet i levende celler ved hjælp af ultraviolet lys. Vira kan også mærkes på denne måde, så infektioner i levende organismer kan overvåges. Grønt fluorescerende protein kan også modificeres til lysstofrør i flere andre farver, hvilket åbner nye muligheder. En af disse har været skabelsen af transgene mus med forskellige kombinationer af fluorescerende proteiner udtrykt i neuroner, som tillader, at neurale veje i hjernen studeres detaljeret.
Andre anvendelser er fundet uden for biologien. En kontroversiel udvikling er konstruktion af fluorescerende kæledyr. Genetisk konstruerede dyr, der producerer grønt fluorescerende protein, er blevet oprettet og inkluderer fisk, rotter, svin og en kanin.