Cómo la proteína verde fluorescente hace que los animales brillen

Cómo la proteína verde fluorescente hace que los animales brillen

La prote√≠na verde fluorescente (GFP) es una prote√≠na que se encuentra naturalmente en la medusa Aequorea victoria . La prote√≠na purificada aparece de color amarillo bajo una iluminaci√≥n normal, pero brilla de color verde brillante bajo la luz solar o la luz ultravioleta. La prote√≠na absorbe luz azul y ultravioleta energ√©tica y la emite como una luz verde de menor energ√≠a a trav√©s de la fluorescencia . La prote√≠na se utiliza en biolog√≠a molecular y celular como marcador. Cuando se introduce en el c√≥digo gen√©tico de c√©lulas y organismos, es heredable. Esto ha hecho que la prote√≠na no solo sea √ļtil para la ciencia, sino tambi√©n interesante en la producci√≥n de organismos transg√©nicos, como los peces fluorescentes como mascotas.

 

El descubrimiento de la proteína verde fluorescente

La medusa de cristal,¬† Aequorea victoria , es bioluminiscente (brilla en la oscuridad) y fluorescente (brilla en respuesta a la luz ultravioleta ). Los √≥rganos fotogr√°ficos peque√Īos ubicados en el paraguas de las medusas contienen la prote√≠na luminiscente aequorina que cataliza una reacci√≥n con la luciferina para liberar luz. Cuando la ecuorina interact√ļa con los iones Ca 2+ , se produce un brillo azul. La luz azul suministra la energ√≠a para hacer que GFP brille en verde.

Osamu Shimomura realizó una investigación sobre la bioluminiscencia de A. victoria en la década de 1960. Fue la primera persona en aislar GFP y determinar la parte de la proteína responsable de la fluorescencia. Shimomura cortó los anillos brillantes de un millón de medusas y los exprimió a través de una gasa para obtener el material para su estudio. Si bien sus descubrimientos llevaron a una mejor comprensión de la bioluminiscencia y la fluorescencia, esta proteína verde fluorescente de tipo salvaje (GFP) era demasiado difícil de obtener para tener una aplicación práctica. En 1994, se clonó GFP, haciéndolo disponible para su uso en laboratorios de todo el mundo. Los investigadores encontraron formas de mejorar la proteína original para hacerla brillar en otros colores, brillar más intensamente e interactuar de formas específicas con materiales biológicos. El inmenso impacto de la proteína en la ciencia llevó al Premio Nobel de Química 2008, otorgado a Osamu Shimomura, Marty Chalfie y Roger Tsien por "el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, GFP".

 

Por qué es importante GFP

En realidad, nadie conoce la función de la bioluminiscencia o la fluorescencia en la jalea de cristal. Roger Tsien, el bioquímico estadounidense que compartió el Premio Nobel de Química en 2008, especuló que la medusa podría cambiar el color de su bioluminiscencia debido al cambio de presión al cambiar su profundidad. Sin embargo, la población de medusas en Friday Harbor, Washington, sufrió un colapso, lo que dificulta el estudio del animal en su hábitat natural.

Si bien no est√° clara la importancia de la fluorescencia para las medusas, el efecto que la prote√≠na ha tenido en la investigaci√≥n cient√≠fica es asombroso. Las peque√Īas mol√©culas fluorescentes tienden a ser t√≥xicas para las c√©lulas vivas y se ven afectadas negativamente por el agua, lo que limita su uso. La GFP, por otro lado, se puede usar para ver y rastrear prote√≠nas en c√©lulas vivas. Esto se hace uniendo el gen de la GFP al gen de una prote√≠na. Cuando la prote√≠na se produce en una c√©lula, se le adhiere el marcador fluorescente. Hacer brillar una luz en la c√©lula hace que la prote√≠na brille. Microscopio fluorescente¬†se utiliza para observar, fotografiar y filmar c√©lulas vivas o procesos intracelulares sin interferir con ellos. La t√©cnica funciona para rastrear un virus o bacteria a medida que infecta una c√©lula o para etiquetar y rastrear las c√©lulas cancerosas. En pocas palabras, la clonaci√≥n y el refinamiento de GFP han hecho posible que los cient√≠ficos examinen el mundo viviente microsc√≥pico.

Las mejoras en GFP lo han hecho √ļtil como biosensor. Las prote√≠nas modificadas act√ļan como m√°quinas moleculares que reaccionan a los cambios en el pH o la concentraci√≥n de iones o se√Īalan cuando las prote√≠nas se unen entre s√≠. La prote√≠na puede indicar si es fluorescente o no o puede emitir ciertos colores dependiendo de las condiciones.

 

No solo para la ciencia

La experimentaci√≥n cient√≠fica no es el √ļnico uso de una prote√≠na verde fluorescente. El artista Julian Voss-Andreae crea esculturas de prote√≠nas basadas en la estructura en forma de barril de GFP. Los laboratorios han incorporado GFP en el genoma de una variedad de animales, algunos para su uso como mascotas. Yorktown Technologies se convirti√≥ en la primera empresa en comercializar el pez cebra fluorescente llamado GloFish. Los peces de colores vivos se desarrollaron originalmente para rastrear la contaminaci√≥n del agua. Otros animales fluorescentes incluyen ratones, cerdos, perros y gatos. Tambi√©n se encuentran disponibles plantas fluorescentes y hongos.



Continuar Leyendo >

Articulos relacionados a la energia