O que é a proteína fluorescente verde?
A proteína verde fluorescente (GFP) é uma proteína que ocorre em uma espécie de água-viva, Aequorea victoria , encontrada no Pacífico Norte. A fluorescência é um fenômeno pelo qual certas substâncias absorvem energia da radiação eletromagnética, como a luz, e emitem a energia em um comprimento de onda diferente, normalmente mais longo. O brilho verde produzido pelo GFP resulta dele absorvendo luz azul e ultravioleta de energia relativamente alta e emitindo-o como luz verde, que tem um comprimento de onda mais longo e menos energia; portanto, brilhará em verde quando exposto à luz ultravioleta invisível. O GFP é de particular interesse para os biólogos, pois, diferentemente da maioria das outras proteínas fluorescentes, ele fluorescente por si só, sem a necessidade de qualquer interação com outras moléculas. Uma vez que é uma proteína composta inteiramente de aminoácidos, isso significa que os organismos podem ser geneticamente modificados para produzi-la, dando origem a uma ampla gama de aplicações em vários campos da biologia.
A bioluminescência ocorre em muitos organismos marinhos. No caso de Aequorea victoria , uma substância quimioluminescente chamada aequorina emite luz azul quando combinada com íons cálcio. Essa luz é então absorvida pela proteína verde fluorescente para produzir um brilho verde. Descobriu-se que vários outros organismos marinhos contêm essas substâncias, mas não está claro por que elas evoluíram para produzir esse brilho ou mudar a cor de azul para verde. Uma sugestão, baseada em evidências experimentais de que a GFP brilhante pode liberar elétrons, é que a GFP poderia atuar como um doador de elétrons ativado por luz, de maneira semelhante à clorofila em plantas verdes.
A proteína verde fluorescente possui uma estrutura complexa. A parte fluorescente - conhecida como cromóforo fluorescente - consiste em três aminoácidos, tirosina, glicina e serina ou treonina, unidos em forma de anel. Isso está contido em uma estrutura cilíndrica que protege o cromóforo do contato com outras moléculas, um recurso crucial para a fluorescência, pois o contato com as moléculas de água dissiparia a energia usada para produzir o brilho verde.
O GFP provou ser extremamente útil em áreas como genética, biologia do desenvolvimento, microbiologia e neurologia. Pode ser usado para marcar proteínas específicas dentro de um organismo, a fim de ver onde e quando elas são expressas; a parte do DNA do organismo que codifica a proteína de interesse pode ser projetada para também sintetizar GFP, permitindo assim o rastreamento da proteína nas células vivas usando luz ultravioleta. Os vírus também podem ser marcados dessa maneira, permitindo que as infecções nos organismos vivos sejam monitoradas. A proteína fluorescente verde também pode ser modificada para fluorescir em várias outras cores, abrindo novas possibilidades. Uma delas foi a criação de camundongos transgênicos com combinações variadas de proteínas fluorescentes expressas em neurônios, que permitem estudar detalhadamente as vias neurais no cérebro.
Outras aplicações foram encontradas fora da biologia. Um desenvolvimento controverso é a engenharia de animais fluorescentes. Animais geneticamente modificados que produzem proteína verde fluorescente foram criados e incluem peixes, ratos, porcos e um coelho.