¿Cuáles son proteínas fluorescentes?

Después del descubrimiento de la proteína fluorescente verde (GFP) en 1961, las proteínas fluorescentes se han fundido a las diversas proteínas y enzimas para visualizarlas. Las proteínas fluorescentes anunciaron una nueva era en el campo de la biología celular, habilitando la visualización viva de moléculas y de procesos dentro de la célula.

El descubrimiento de la proteína fluorescente verde (GFP)

Dos científicos, Osamu Shimomura y Frank Johnson, aislado dos proteínas fluorescentes de las medusas Aequorea Victoria: proteína fluorescente del aequorin y del verde (GFP). Aequorin emite la luz azul de una manera relacionada del calcio, mientras que GFP emite la luz verde cuando está irradiado con la luz de 488 nanómetro, que también llevaron a su nombre. Ambas estas proteínas contribuyen a los colores fluorescentes en pescados de jalea.

El gen de GFP fue reproducido en 1992, pero fue incorporado solamente hacia adentro a otras proteínas y moléculas varios años más tarde. Ahora, junto a GFP, se han derivado o se han descubierto las proteínas fluorescentes que son fluorescentes en diversos colores.

Células cancerosas reflejadas con un microscopio de fluorescencia. Haber de imagen: Caleb Shutterstock adoptivo
Células cancerosas reflejadas con un microscopio de fluorescencia. Haber de imagen: Caleb Shutterstock adoptivo

(GFP)¿Es la proteína fluorescente verde estable?

La desnaturalización y las mutaciones en los residuos que rodean el fluoróforo pueden destruir la fluorescencia. Sin embargo, GFP tiene una estructura estable donde están muy estables los aminoácidos que están presentes dentro de su estructura beta del cañón de arma de fuego. Esto lleva a un alto rendimiento de quantum de la fluorescencia del 80%, y también protege GFP contra cambios en temperatura, el pH, y las substancias químicas como la urea.

Hay varios mutantes de GFP donde esta estabilidad de GFP se reduce, haciéndolo más susceptible a los cambios ambientales cuando está comparado al GFP nativo. Ciertas mutaciones que han sido también introducido aumento posterior su estabilidad. Por ejemplo, transformar el residuo de la fenilalanina de GFP lleva a la fluorescencia creciente en 37 °C.

Proteínas fluorescentes azules y color cianita

Proteínas fluorescentes amarillas

La proteína fluorescente amarilla (YFP) es una variante del mutante de GFP. En este caso, una mutación fue introducida después del descubrimiento que el residuo de la treonina era actual cercano el cromóforo en GFP.

Para traer estabilidad al momento de dipolo emocionado del cromóforo, este residuo de la treonina era transformado. Esto llevó para cambio por 20 nanómetro en la longitud de onda de la excitación y de la emisión de la proteína fluorescente, llevando a longitudes de onda más largas.

YFP más a fondo fue perfeccionado eso llevó al revelado de la proteína o del eYFP fluorescente amarilla aumentada. Éste es una de las proteínas fluorescentes más brillantes y es ampliamente utilizado para diversos propósitos de la proyección de imagen. GFP y YFP se utilizan en varios casos para realizar la proyección de imagen doble, que es un procedimiento donde dos moléculas se marcan con etiqueta a dos diversas proteínas fluorescentes. Por lo tanto, pueden ser reflejados juntos para visualizar y valorar sus inter-dinámicas.

Proteínas fluorescentes azules y color cianita

La proteína fluorescente azul fue generada transformando un residuo de la tirosina a la histidina presente en la posición 66. El máximo de la emisión de esta proteína fluorescente está en 450nm. La mutación de la tirosina a la triptamina da lugar a una proteína fluorescente que tenga un máximo de la emisión en 500nm. Este último se llama proteína fluorescente color cianita (o CFP).

Estas proteínas no son ampliamente utilizadas pues tienen solamente 25-40% de la fluorescencia que está presente en GFP. Sin embargo, con la llegada de las proteínas multicoloras, estas variaciones también se están explorando a la imagen junto con GFP.

Proteínas fluorescentes rojas

Las proteínas fluorescentes rojas (RFP) pueden ser reflejadas en la existencia confocal o microscopios del widefield, y también tienen potencia más penetrante. Los máximos de la excitación y de la emisión del RFP son 558nm y 583 nanómetro, respectivamente.

El uso del RFP, sin embargo, se ha obstaculizado con varias entregas. El RFP es un tetrámero de la obligación - así, forma los agregados grandes dentro de las células. Esto hace el uso al RFP de denunciar la situación de una proteína limitada seriamente.

Aunque GFP pueda fundir con éxito con varios centenares de proteínas, las proteínas RFP-conjugadas son a menudo tóxicas. Algunas variantes del RFP han vencido estas limitaciones. Por ejemplo, la proteína fluorescente DsRed2 no forma los agregados y ha reducido toxicidad, mientras que otra variante del RFP (conocido como RedStar) ha aumentado régimen de la luminosidad y de la maduración.

Fuentes

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Last Updated: Nov 28, 2018

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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