Yeşil floresan proteini: Karanlıkta parlayan hayvanlar

Yeşil floresan proteini ya da GFP, kristal denizanalarında bulunur ancak işlevi bilinmez

Yeşil floresan proteini (GFP, Green Fluorescent Protein), Aequorea victoria isimli denizanasında doğal olarak bulunan bir proteindir. Bu saflaştırılmış protein sıradan ışık altında sarı görünür ancak güneş ışığı veya ultraviyole ışık altında yeşil renkte parlar. Yeşil floresan protein enerji yüklü mavi ve ultraviyole ışığı emer ve floresans yoluyla düşük enerjili yeşil ışık olarak yayar. Moleküler ve hücre biyolojisinde işaretçi olarak kullanılır. Hücre ve organizmaların genetik kodunda bulunur ve kalıtsaldır. Aynı zamanda floresan evcil balıklar gibi transgenik organizmalar yapmak için kullanılmıştır.

Yeşil floresan proteini nasıl keşfedildi?

Yeşil floresan proteini kristal denizanası
Kristal denizanası, Aequorea victoria, yeşil floresan proteinin orijinal kaynağıdır.

Kristal denizanası, Aequorea victoria, hem biyolüminesan (karanlıkta parlayan) hem de floresandır (ultraviyole ışığa tepki olarak parlayan). Denizanasının şemsiyesinin üzerinde yer alan küçük fotoorganlarda bulunan lüminesan protein aequorin, luciferin ile reaksiyona girer. Aequorin daha sonra Ca2+ iyonlarıyla etkileşime geçtiğinde mavi bir parıltı üretilir. Yeşil floresan proteini mavi ışıktan aldığı enerjiyi kullanarak yeşil parlar.

Osamu Shimomura, 1960'larda A. victoria'nın biyolüminesansı üzerine bir araştırma yaptı. Yeşil floresan proteini izole eden ve floresansdan sorumlu kısmı tanımlayan ilk kişi oldu. Shimomura, bir milyon denizanasının parlayan halkalarını kesti ve çalışması için materyal elde etmek için gazlı bezle sıktı. Çalışmaları, biyolüminesans ve floresansın daha iyi anlaşılmasına yol açsa da bu vahşi tip yeşil floresan proteinini (wGFP) elde etmek çok zordu ve o nedenle pratik bir uygulaması olması mümkün değildi.

1994 yılında GFP klonlandı ve dünyadaki laboratuarlarda kullanılması sağlandı. Araştırmacılar orijinal proteinin başka renklerde parlamasını, daha parlak bir şekilde parlamasını ve biyolojik materyallerle etkileşime girmesini sağlamanın yollarını buldular. Proteinin bilime olan muazzam etkisi 2008 Kimya Nobel Ödülü'nün Osamu Shimomura, Marty Chalfie ve Roger Tsien'e verilmesini sağladı.

GFP neden önemlidir?

Yeşil floresan proteini insan hücresi renklendirme
Yeşil floresan proteini ile renklendirilmiş insan hücresi.

Aslında hiç kimse biyolüminesans veya floresansın kristal denizanasındaki görevini bilmiyor. 2008'deki Nobel Kimya Ödülü'nü paylaşan Amerikalı biyokimyacı Roger Tsien, denizanasının renk değiştirmesini bulunduğu derinlikteki basınç ile ilişkilendirdi. Tsien bunu araştırmak için harekete geçmek isterken Washington'daki Friday Limanı'nda bulunan denizanası popülasyonunda ani bir küçülme yaşandı. Bu da hayvanı doğal ortamında incelemeyi zorlaştırdı.

Floresansın denizanası için önemi açık olmasa da, proteinin bilimsel araştırmalardaki etkisi şaşırtıcıdır. Küçük floresan molekülleri canlı hücreler için toksik olma eğilimindedir ve sudan etkilendikleri için kullanımları sınırlardır. Diğer taraftan yeşil floresan proteini (GFP) canlı hücrelerde bulunan proteinleri görmek ve izlemek için kullanılabilir. Bu işlem GFP genini bir protein genine birleştirerek yapılır. Protein, üzerinde floresan işaretleyiciyle hücreye girer. Hücreye çarpan ışık proteinin de parlamasını sağlar. Floresans mikroskopi, canlı hücreleri hücre içi süreçleri engellemeden gözlemlemek, fotoğraflamak ve filme almak için kullanılır. Teknik, bir hücreye bulaşan virüs veya bakterilerin izini sürmeye ya da kanser hücrelerini izlemeye yarar. Kısaca GFP'nin klonlanması ve rafine edilmesi, bilim adamlarının mikroskobik yaşamı yakından incelemesini mümkün kılmıştır.

GFP'deki iyileştirmeler biyosensör olarak kullanılmasını sağlamıştır. Modifiye edilmiş proteinler moleküler makineler gibi çalışır; pH veya iyon konsantrasyonundaki değişikliklere tepki gösterir veya proteinler birbirine bağlandığında sinyal verir. Protein koşullara bağlı olarak belirli renkler yayabilir.

Sadece bilim için değil

Yeşil floresan proteini glofish balıkları
GloFish marka genetiği değiştirilmiş floresan balıklar renklerini GFP'den alır.

Bilimsel deneyler yeşil floresan proteini için tek kullanım alanı değildir. Sanatçı Julian Voss-Andreae, GFP'nin varil şeklindeki yapısına dayanan protein heykelleri yapmaktadır. Laboratuvarlar, bazıları evcil hayvan olarak kullanılmak üzere GFP'yi çeşitli hayvanların genomuna dahil eder. Yorktown Technologies, GloFish adında floresan zebra balığı pazarlayan ilk şirket oldu. Canlı renkli balıklar başta su kirliliğini izlemek için geliştirildi. Diğer floresan hayvanlar fareler, domuzlar, köpekler ve kedileri içerir. Floresan bitkileri ve mantarları da mevcuttur.

Yeşil floresan proteini ve karanlıkta parlayan hayvanlar yazımız burada son buldu. Daha fazla içerik için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz: https://2ladd.com/k/bilim-teknoloji/

Ortalama puan: / 5. Oy sayısı: