Proteínas Fluorescentes: Más de 180 peces biofluorescentes y otros usos

Estándar

Estructura de la proteína verde fluorescente.

Una proteína fluorescente es aquella capaz de absorber una luz de una longitud de onda determinada (un color) y emitir fotones de luz de otra longitud de onda (otro color). Un buen ejemplo es la proteína verde fluorescente ( Green Fluorescent Protein o GFP). Esta porteïna fue descubierta por el doctor Osamu Shimomura en 1968 estudiando la capacidad de emitir luz verde de la medusa Aequorea victoria. Descubrió la implicación de dos proteínas: la Aequorin, que emite luz azul a través de un proceso de bioluminiscencia, y la GFP capaz de absorber esta luz azul y emitir fotones de luz verde.

La mayoría de las proteínas fluorescentes han sido identificadas en los cnidarios, un filo (categoría taxanómica o grupo en los  en que se clasifican los seres vivos) que agrupa alrededor de 10.000 especies de animales relativamente simples, que viven exclusivamente en ambientes acuáticos, mayoritariamente marinos. Se caracterizan por la presencia de unas células urticantes llamadas cnidocitos. Dentro de este grupo se encuentran animales como los pólipos, las medusas o los corales.

Pero un grupo de científicos con ayuda de fotógrafos y videógrafos equipados con cámaras con filtros de colores han descubierto más de 180 especies de peces que pueden absorber la luz y volver a emitirla con un color diferente, es decir, peces biofluorescentes. Hay peces cartilaginosos, óseos y  planos.

Se ha visto patrones de emisión específicas de especie entre especies estrechamente relacionadas lo que indica que la biofluorecencia posiblemente desempeñe un papel en la comunicación intraespecífica y evidencia de que la fluorescencia se puede utilizar para camuflaje.

Este estudio además de abrir camino a nuevas investigaciones sobre el papel ecológico de la biofluorescencia, abre el abánico de proteínas fluorescentes disponibles para la biologia experimental. Gracias al uso de proteínas fluorescentes se han desarrollado técnicas y aplicaciones con objetivos muy diferentes. Una de las aplicaciones más extendidas de las proteínas fluorescentes es la fusión con proteínas de interés, lo que permite observar la localización de la proteína quimérica y monitorizar multitud de procesos biológicos en tiempo real en células y organismos vivos.

Dentro de las proteínas fluorescentes podemos distingir varios subgrupos. Algunos de estos subgrupos son las proteínas fluorescentes fotoactivables y las fotoconvertibles. Las proteínas fotoactivables son aquellas que en su estado basal no son fluorescentes pero tras su iluminación con una determinada longitud de onda sufren un cambio conformacional y adquieren capacidades fluorescentes. Las fotoconvertibles se comportan igual que las anteriores pero su fluorescencia es reversible si se vuelven a iluminar con la longitud de onda precisa. Estas proteínas permiten la monitorización de moléculas o células en el espacio y en el tiempo. Presentan la ventaja de que se pueden activar regiones de interés y así discernir el comportamiento de determinados subgrupos de proteínas o células.  Las proteínas fluorescentes han permitido el desarrollo de técnicas microscópicas basadas en las propiedades de sus cromóforos.

El receptor de glicina humano (con tres subunidades α y dos β) se utilizó como nanopatrón. Se midió la eficiencia de fotoactivación a nivel de una sola molécula uniendo proteínas fluorescentes a estas subunidades. Fuente: ICFO

Un grupo de investigación de biofísica e imagen de fluorescencia avanzada del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona ha cuantificado la eficiencia de fotoactivación de todas las ‘proteínas fluorescentes fotoactivables irreversibles’, es decir, la cantidad de ellas que se iluminan cuando se les aplica luz láser. De ese modo se podrá calcular con mayor precisión las proteínas que hay por ejemplo en una célula.

El conteo de las proteínas no es fácil, entre otras razones, porque hasta no hace mucho no se sabía si todas las proteínas fluorescentes se volvían brillantes al ser expuestas al láser. El fallo en la fotoactivación conlleva a contar una menor cantidad de proteínas, ya que aparecen oscurecidas y nunca resaltan en la imagen. Pero al medir la eficiencia de fotoactivación, así como otros factores fotofísicos como el parpadeo, el grupo pudo determinar qué proteínas son las más adecuadas para el conteo molecular y encontraron que la mayoría de las proteínas fluorescentes fallaban, no se fotoactivaban, alrededor de 50 % del tiempo , lo que subraya la importancia de la eficiencia de fotoactivación para interpretar correctamente la información cuantitativa . Este análisis proporciona información importante que debe ser considerada cuando se utilizan estas proteínas fluorescentes en la microscopía cuantitativa de super- resolución.

Este grupo diridigo por Dr. Melike Lakadamyali ha establecido un marco de referencia para determinar la estequiometría de las proteínas. La capacidad de determinar la estequiometría de proteínas y monitorear los cambios en el equilibrio entre las proteínas monoméricas , diméricas y multi- méricas permite a los científicos ver la diferencia entre una célula que funcione correctamente y una célula enferma . Por esta razón , hay un gran interés en poder contar proteínas y determinar su estequiometría .

Fuentes:

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s