Η βασική διαφορά μεταξύ λουσιφεράσης και GFP είναι ότι η λουσιφεράση είναι ένα ένζυμο που παράγει φως όταν οξειδώνει το υπόστρωμα της λουσιφερίνη, ενώ η GFP (πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη) είναι μια πρωτεΐνη που εμφανίζει έντονο πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται στο φως στο μπλε έως το εύρος υπεριώδους.
Η βιοφωταύγεια οφείλεται στο φως που παράγεται από μια χημική αντίδραση σε έναν ζωντανό οργανισμό. Είναι ένας τύπος χημειοφωταύγειας. Ως εκ τούτου, η βιοφωταύγεια μπορεί να οριστεί ως η χημειοφωταύγεια που λαμβάνει χώρα μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό. Οι περισσότεροι βιοφωταυγείς οργανισμοί βρίσκονται στον ωκεανό. Αυτοί οι οργανισμοί περιλαμβάνουν ψάρια, βακτήρια και ζελέ. Μερικοί βιοφωταυγείς οργανισμοί όπως πυγολαμπίδες και μύκητες βρίσκονται στη γη. Οι βιοφωταυγείς οργανισμοί δεν είναι εγγενείς στο γλυκό νερό. Κανονικά, οι βιοφωταυγείς οργανισμοί περιέχουν μόρια όπως η λουσιφεράση και η GFP για το σκοπό αυτό. Η λουσιφεράση και η GFP είναι δύο πρωτεΐνες που είναι ικανές να παράγουν βιοφωταύγεια.
Τι είναι η Λουσιφεράση;
Η λουσιφεράση είναι ένα ένζυμο που παράγει φως όταν οξειδώνει το υπόστρωμα λουσιφερίνη. Αυτό το ένζυμο καταλύει χημικές αντιδράσεις σε ζωντανούς οργανισμούς που έχουν ως αποτέλεσμα την εκπομπή φωτονίων. Συνήθως διακρίνεται από μια φωτοπρωτεΐνη. Το όνομα «λουσιφεράση» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Raphael Dubois, ο οποίος εφηύρε τις λέξεις λουσιφερίνη και λουσιφεράση. Διάφοροι οργανισμοί ρυθμίζουν την παραγωγή φωτός τους χρησιμοποιώντας διαφορετικές λουσιφεράσες σε μια ποικιλία αντιδράσεων εκπομπής φωτός. Η πλειονότητα των μελετηθέντων λουσιφερασών έχει βρεθεί σε ζώα, συμπεριλαμβανομένων των πυγολαμπίδων, των θαλάσσιων οργανισμών όπως τα κωπέποδα, οι μέδουσες και οι θαλάσσιοι πανσές. Οι λουσιφεράσες έχουν επίσης βρεθεί σε φωτεινούς μύκητες, φωτεινά βακτήρια και δινομαστιγώματα.
Εικόνα 01: Λουσιφεράση
Η λουσιφερίνη είναι το υπόστρωμα για το ένζυμο λουσιφεράση. Η λουσιφεράση ταξινομείται ως οξειδορεδουκτάσες. Σημαίνει ότι δρα σε μεμονωμένους δότες με την ενσωμάτωση μοριακού οξυγόνου. Η χημική αντίδραση που καταλύεται από τη λουσιφεράση της πυγολαμπίδας λαμβάνει χώρα σε δύο στάδια, όπως αναφέρεται παρακάτω.
Λουσιφερίνη + ATP → αδενυλικό λουσιφερύλιο + PPi
Luciferyl adenylate + O2→ Oxyluceferin + AMP + Light
Αυτό το ένζυμο χρησιμοποιείται ευρέως στη βιοτεχνολογία, στη μικροσκοπία και ως γονίδιο αναφοράς. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις φθορίζουσες πρωτεΐνες, η λουσιφεράση δεν απαιτεί εξωτερική πηγή φωτός. Αλλά απαιτεί την προσθήκη της αναλώσιμης λουσιφερίνης του υποστρώματος.
Τι είναι το GFP;
Η GFP (πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη) είναι μια πρωτεΐνη που εμφανίζει έντονο πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται στο φως στην περιοχή μπλε έως υπεριώδους. Η ετικέτα GFP συνήθως αναφέρεται στην πρωτεΐνη που απομονώθηκε για πρώτη φορά από τη μέδουσα Aequorea victoria και μερικές φορές ονομάζεται avGFP. Ωστόσο, GFPs έχουν βρεθεί σε άλλους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των κοραλλιών, των θαλάσσιων ανεμώνων, των κωπηλόποδων, των ζωανθίδων και των λογχαλιών.
Εικόνα 02: GFP
Το GFP είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές μορφές Βιολογίας. Αυτό οφείλεται στην ικανότητά του να σχηματίζει ένα εσωτερικό χρωμοφόρο χωρίς να απαιτεί βοηθητικούς συμπαράγοντες, γονιδιακά προϊόντα, ένζυμα ή υποστρώματα εκτός από το μοριακό οξυγόνο. Στην κυτταρική και μοριακή βιολογία, το γονίδιο GFP χρησιμοποιείται συνήθως ως αναφορά έκφρασης. Έχει επίσης χρησιμοποιηθεί σε τροποποιημένες μορφές για την κατασκευή βιοαισθητήρων. Επιπλέον, οι Roger Y. Tsien, Osamu Shimomura και Martin Chalfie τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ το 2008 για την ανακάλυψη και την ανάπτυξη της πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Luciferase και GFP;
- Η λουσιφεράση και η GFP είναι δύο πρωτεΐνες που είναι ικανές να παράγουν βιοφωταύγεια.
- Αποτελούνται από αμινοξέα.
- Και τα δύο χρειάζονται μοριακό οξυγόνο στη βιοφωταύγεια
- Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και τα δύο ως μόρια αναφοράς στη βιολογική έρευνα.
- Βρίσκονται και τα δύο σε ζώα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Luciferase και GFP;
Η Λουσιφεράση είναι ένα ένζυμο που παράγει φως όταν οξειδώνει το υπόστρωμά του τη λουσιφερίνη, ενώ η GFP είναι μια πρωτεΐνη που εμφανίζει έντονο πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται σε φως στην περιοχή μπλε έως υπεριώδους. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ λουσιφεράσης και GFP. Επιπλέον, η λουσιφεράση δεν χρειάζεται εξωτερική πηγή φωτός για να επιδείξει βιοφωταύγεια, ενώ η GFP χρειάζεται μια εξωτερική πηγή φωτός για να επιδείξει βιοφωταύγεια.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ λουσιφεράσης και GFP σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Luciferase vs GFP
Η βιοφωταύγεια οφείλεται στο φως που παράγεται από μια χημική αντίδραση σε έναν ζωντανό οργανισμό. Η λουσιφεράση και η GFP είναι δύο πρωτεΐνες που είναι ικανές να παράγουν βιοφωταύγεια. Η λουσιφεράση είναι ένα ένζυμο που παράγει φως μέσω της οξείδωσης του υποστρώματος της, τη λουσιφερίνη, ενώ η GFP είναι μια πρωτεΐνη που εμφανίζει έντονο πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται στο φως στην περιοχή μπλε έως υπεριώδους. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ λουσιφεράσης και GFP.
