Ključna razlika između luciferaze i GFP je ta što je luciferaza enzim koji proizvodi svjetlost kada oksidira svoj supstrat luciferin, dok je GFP (zeleni fluorescentni protein) protein koji pokazuje jarko zelenu fluorescenciju kada je izložen plavom svjetlu do ultraljubičastog raspona.
Bioluminiscencija je posljedica svjetlosti proizvedene kemijskom reakcijom unutar živog organizma. To je vrsta kemiluminiscencije. Stoga se bioluminiscencija može definirati kao kemiluminiscencija koja se odvija unutar živog organizma. Većina bioluminiscentnih organizama nalazi se u oceanu. Ovi organizmi uključuju ribu, bakterije i mliječ. Neki bioluminiscentni organizmi poput krijesnica i gljiva nalaze se u zemlji. Bioluminiscentni organizmi nisu izvorni u slatkoj vodi. Normalno, bioluminiscentni organizmi sadrže molekule poput luciferaze i GFP za tu svrhu. Luciferaza i GFP su dva proteina koja mogu proizvesti bioluminiscenciju.
Što je Luciferaza?
Luciferaza je enzim koji proizvodi svjetlost kada oksidira supstrat luciferin. Ovaj enzim katalizira kemijske reakcije u živim organizmima koje rezultiraju emisijom fotona. Obično se razlikuje od fotoproteina. Naziv "luciferaza" prvi je upotrijebio Raphael Dubois, koji je izmislio riječi luciferin i luciferaza. Razni organizmi reguliraju svoju proizvodnju svjetlosti pomoću različitih luciferaza u različitim reakcijama emitiranja svjetlosti. Većina proučavanih luciferaza pronađena je u životinjama, uključujući krijesnice, morske organizme poput kopepoda, meduza i morskih maćuhica. Luciferaze su također pronađene u svjetlećim gljivama, svjetlećim bakterijama i dinoflagelatima.
Slika 01: Luciferaza
Luciferin je supstrat za enzim luciferazu. Luciferaza je klasificirana kao oksidoreduktaza. To znači da djeluje na pojedinačne donore uz ugradnju molekularnog kisika. Kemijska reakcija koju katalizira luciferaza krijesnica odvija se u dva koraka, kao što je navedeno u nastavku.
Luciferin + ATP → Luciferil adenilat + PPi
Luciferil adenilat + O2→ Oksiluceferin + AMP + Light
Ovaj enzim naširoko se koristi u biotehnologiji, za mikroskopiju i kao reporterski gen. Međutim, za razliku od fluorescentnih proteina, luciferaza ne zahtijeva vanjski izvor svjetlosti. Ali zahtijeva dodatak svog supstrata kao potrošnog luciferina.
Što je GFP?
GFP (zeleni fluorescentni protein) je protein koji pokazuje jarko zelenu fluorescenciju kada je izložen svjetlu u plavom do ultraljubičastom rasponu. Oznaka GFP obično se odnosi na protein prvi put izoliran iz meduze Aequorea victoria, a ponekad se naziva i avGFP. Međutim, GFP su pronađeni u drugim organizmima, uključujući koralje, morske anemone, kopepode, zoantide i kopljače.
Slika 02: GFP
GFP je izvrstan alat koji se može koristiti u mnogim oblicima biologije. To je zbog njegove sposobnosti da formira unutarnji kromofor bez potrebe za pomoćnim kofaktorima, genskim produktima, enzimima ili supstratima osim molekularnog kisika. U staničnoj i molekularnoj biologiji, GFP gen se obično koristi kao reporter ekspresije. Također se koristio u modificiranim oblicima za izradu biosenzora. Nadalje, Roger Y. Tsien, Osamu Shimomura i Martin Chalfie dobili su Nobelovu nagradu 2008. za svoje otkriće i razvoj zelenog fluorescentnog proteina.
Koje su sličnosti između luciferaze i GFP-a?
- Luciferaza i GFP su dva proteina koja mogu proizvesti bioluminiscenciju.
- Sastoje se od aminokiselina.
- Oboje trebaju molekularni kisik u bioluminiscenciji
- Oboje se mogu koristiti kao reporterske molekule u biološkim istraživanjima.
- Oboje se nalaze kod životinja.
Koja je razlika između luciferaze i GFP-a?
Luciferaza je enzim koji proizvodi svjetlost kada oksidira svoj supstrat luciferin, dok je GFP protein koji pokazuje jarko zelenu fluorescenciju kada je izložen svjetlu u plavom do ultraljubičastom rasponu. Dakle, ovo je ključna razlika između luciferaze i GFP-a. Nadalje, luciferaza ne treba vanjski izvor svjetlosti da bi pokazala bioluminiscenciju, dok GFP treba vanjski izvor svjetlosti da bi pokazala bioluminiscenciju.
Sljedeća infografika navodi razlike između luciferaze i GFP-a u tabličnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Luciferaza vs GFP
Bioluminiscencija je posljedica svjetlosti proizvedene kemijskom reakcijom unutar živog organizma. Luciferaza i GFP su dva proteina koja mogu proizvesti bioluminiscenciju. Luciferaza je enzim koji proizvodi svjetlost oksidacijom svog supstrata luciferina, dok je GFP protein koji pokazuje jarko zelenu fluorescenciju kada je izložen svjetlu u plavom do ultraljubičastom rasponu. Dakle, ovo sažima razliku između luciferaze i GFP.
