녹색 형광 단백질이란 무엇입니까?

녹색 형광 단백질 (GFP)은 북태평양에서 발견되는 Aequorea victoria 라는 해파리 종에서 발생하는 단백질입니다. 형광은 특정 물질이 빛과 같은 전자기 방사선으로부터 에너지를 흡수하여 일반적으로 더 긴 다른 파장에서 에너지를 방출하는 현상입니다. GFP에 의해 생성 된 녹색 광선은 상대적으로 높은 에너지의 청색 및 자외선을 흡수하고이를 더 긴 파장 및 더 적은 에너지를 갖는 녹색광으로 방출함으로써 초래된다; 따라서 보이지 않는 자외선에 노출되면 녹색으로 빛납니다. GFP는 대부분의 다른 형광 단백질과 달리 다른 분자와의 상호 작용의 필요없이 자체적으로 형광을 내기 때문에 생물 학자들에게 특히 관심이 있습니다. 전적으로 아미노산으로 구성된 단백질이기 때문에 유기체가 유전자 조작을 통해 유전자를 생산할 수있어 다양한 생물학 분야에서 광범위하게 적용 할 수 있습니다.

생물 발광은 많은 해양 생물에서 발생합니다. Aequorea victoria 의 경우, aequorin이라는 화학 발광 물질은 칼슘 이온과 결합 될 때 푸른 빛을 방출합니다. 이 빛은 녹색 형광 단백질에 흡수되어 녹색 빛을냅니다. 많은 다른 해양 생물들이이 물질들을 함유하고있는 것으로 밝혀졌지만 왜 그들이이 빛을 내거나 청색에서 녹색으로 색을 바꾸도록 진화했는지는 확실하지 않습니다. GFP가 전자를 방출 할 수 있다는 실험적 증거에 근거한 한 가지 제안은 GFP가 녹색 식물의 엽록소와 유사한 방식으로 광 활성화 전자 공여체로서 작용할 수 있다는 것입니다.

녹색 형광 단백질은 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 형광 발색단으로 알려진 형광 부분은 고리 모양으로 연결된 세 개의 아미노산, 티로신, 글리신 및 세린 또는 트레오닌으로 구성됩니다. 이것은 물 분자와의 접촉이 녹색 광선을 생성하는 데 사용되는 에너지를 소산시키기 때문에 형광에 중요한 특징 인 다른 분자와의 접촉으로부터 발색단을 보호하는 원통형 구조 내에 포함되어 있습니다.

GFP는 유전학, 발달 생물학, 미생물학 및 신경학과 같은 분야에서 매우 유용한 것으로 입증되었습니다. 언제 어디서 언제 발현되는지 확인하기 위해 유기체 내의 특정 단백질에 태그를 지정하는 데 사용할 수 있습니다. 관심있는 단백질을 코딩하는 유기체 DNA의 일부는 GFP를 합성하도록 조작 될 수 있으며, 따라서 자외선을 사용하여 살아있는 세포 내에서 단백질을 추적 할 수있다. 바이러스는 이런 방식으로 태그를 달아 살아있는 유기체의 감염을 모니터링 할 수 있습니다. 녹색 형광 단백질은 또한 여러 다른 색으로 형광을 일으켜 변형되어 새로운 가능성을 열어줍니다. 이들 중 하나는 뉴런에서 발현되는 형광 단백질의 다양한 조합을 갖는 트랜스 제닉 마우스의 생성으로, 뇌의 신경 경로를 상세히 연구 할 수있게한다.

다른 응용 분야는 생물학 외부에서 발견되었습니다. 논란의 여지가있는 개발 중 하나는 형광 애완 동물의 공학입니다. 녹색 형광 단백질을 생성하는 유전자 조작 동물이 만들어졌으며 물고기, 쥐, 돼지 및 토끼가 포함됩니다.