Լյուցիֆերազի և GFP-ի հիմնական տարբերությունն այն է, որ լյուցիֆերազը ֆերմենտ է, որն արտադրում է լույս, երբ այն օքսիդացնում է իր սուբստրատի լյուցիֆերինը, մինչդեռ GFP-ն (կանաչ լյումինեսցենտ սպիտակուցը) սպիտակուց է, որը ցուցադրում է վառ կանաչ ֆլյուորեսցենտ, երբ ենթարկվում է կապույտ լույսի: մինչև ուլտրամանուշակագույն տիրույթ։
Կենսալյումինեսցենցիան պայմանավորված է կենդանի օրգանիզմում քիմիական ռեակցիայի արդյունքում առաջացած լույսով: Դա քիմլյումինեսցենցիայի տեսակ է։ Հետևաբար, բիոլյումինեսցենցիան կարող է սահմանվել որպես քիմիլյումինեսցենտություն, որը տեղի է ունենում կենդանի օրգանիզմի ներսում: Կենսոլյումինեսցենտ օրգանիզմների մեծ մասը գտնվում է օվկիանոսում: Այս օրգանիզմները ներառում են ձուկ, բակտերիաներ և դոնդողներ։Որոշ բիոլյումինեսցենտ օրգանիզմներ, ինչպիսիք են կայծոռիկները և սնկերը, հանդիպում են ցամաքում: Բիոլյումինեսցենտ օրգանիզմները բնիկ չեն քաղցրահամ ջրերում: Սովորաբար, կենսալյումինեսցենտ օրգանիզմները պարունակում են մոլեկուլներ, ինչպիսիք են լյուցիֆերազը և GFP-ն այդ նպատակով: Լյուցիֆերազը և GFP-ն երկու սպիտակուցներ են, որոնք ունակ են կենսալյումինեսցենտ առաջացնել:
Ի՞նչ է Լյուցիֆերազը:
Լյուցիֆերազը ֆերմենտ է, որն արտադրում է լույս, երբ այն օքսիդացնում է լյուցիֆերինի սուբստրատը: Այս ֆերմենտը կատալիզացնում է կենդանի օրգանիզմների քիմիական ռեակցիաները, որոնք հանգեցնում են ֆոտոնների արտանետմանը: Այն սովորաբար տարբերվում է ֆոտոպրոտեինից: «Լյուցիֆերազ» անվանումն առաջին անգամ օգտագործել է Ռաֆայել Դյուբուան, ով հորինել է լյուցիֆերին և լյուցիֆերազ բառերը։ Տարբեր օրգանիզմներ կարգավորում են իրենց լույսի արտադրությունը՝ օգտագործելով տարբեր լյուցիֆերազներ՝ տարբեր լուսարձակող ռեակցիաներում: Ուսումնասիրված լյուցիֆերազների մեծամասնությունը հայտնաբերվել է կենդանիների, այդ թվում՝ հրաբուխների, ծովային օրգանիզմների, ինչպիսիք են կոպոպոդները, մեդուզաները և ծովային պանսիները: Լյուցիֆերազները հայտնաբերվել են նաև լուսավոր սնկերի, լուսավոր բակտերիաների և դինոֆլագելատների մեջ:
Նկար 01. Luciferase
Լյուցիֆերինը լյուցիֆերազ ֆերմենտի սուբստրատ է: Լյուցիֆերազը դասակարգվում է որպես օքսիդորեդուկտազներ: Դա նշանակում է, որ այն գործում է միայնակ դոնորների վրա՝ մոլեկուլային թթվածնի պարունակությամբ: Կայծաղիկ լյուցիֆերազի կողմից կատալիզացված քիմիական ռեակցիան տեղի է ունենում երկու փուլով, ինչպես նշված է ստորև։
Luciferin + ATP → Luciferyl adenylate + PPi
Լյուցիֆերիլադենիլատ + O2→ Օքսիլյուցեֆերին + AMP + Light
Այս ֆերմենտը լայնորեն օգտագործվում է կենսատեխնոլոգիայում, մանրադիտակի համար և որպես ռեպորտաժային գեն: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն լյումինեսցենտային սպիտակուցների, լյուցիֆերազը չի պահանջում արտաքին լույսի աղբյուր: Բայց դա պահանջում է իր ենթաշերտի սպառվող լյուցիֆերինի ավելացում:
Ի՞նչ է GFP-ն:
GFP-ն (կանաչ լյումինեսցենտային սպիտակուց) սպիտակուց է, որը կապույտից մինչև ուլտրամանուշակագույն տիրույթում լույսի ազդեցության տակ ցուցադրում է վառ կանաչ ֆլյուորեսցենտ:GFP պիտակը սովորաբար վերաբերում է Aequorea victoria մեդուզայից առաջին անգամ մեկուսացված սպիտակուցին, և այն երբեմն կոչվում է avGFP: Այնուամենայնիվ, GFP-ները հայտնաբերվել են այլ օրգանիզմներում, ներառյալ մարջանները, ծովային անեմոնները, կոոպոդները, զոանտիդները և նշտարները:
Նկար 02. GFP
GFP-ն հիանալի գործիք է, որը կարող է օգտագործվել կենսաբանության բազմաթիվ ձևերում: Սա պայմանավորված է ներքին քրոմոֆոր ձևավորելու նրա ունակությամբ՝ առանց մոլեկուլային թթվածնից բացի որևէ լրացուցիչ կոֆակտոր, գենային արտադրանք, ֆերմենտ կամ սուբստրատ պահանջելու: Բջջային և մոլեկուլային կենսաբանության մեջ GFP գենը սովորաբար օգտագործվում է որպես արտահայտման հաղորդիչ: Այն նաև օգտագործվել է փոփոխված ձևերով՝ կենսասենսորներ պատրաստելու համար։ Ավելին, Ռոջեր Յ. Ցիենը, Օսամու Շիմոմուրան և Մարտին Չալֆին արժանացել են Նոբելյան մրցանակի 2008 թվականին կանաչ լյումինեսցենտ սպիտակուցի հայտնաբերման և զարգացման համար:
Որո՞նք են նմանությունները Luciferase-ի և GFP-ի միջև:
- Լյուցիֆերազը և GFP-ն երկու սպիտակուցներ են, որոնք ունակ են կենսալյումինեսցենտություն առաջացնել:
- Դրանք կազմված են ամինաթթուներից։
- Երկուսն էլ կենսալյումինեսցենտության մեջ մոլեկուլային թթվածնի կարիք ունեն
- Երկուսն էլ կարող են օգտագործվել որպես զեկուցող մոլեկուլներ կենսաբանական հետազոտություններում:
- Նրանք երկուսն էլ հանդիպում են կենդանիների մեջ։
Ո՞րն է տարբերությունը Luciferase-ի և GFP-ի միջև:
Լյուցիֆերազը ֆերմենտ է, որը լույս է արտադրում, երբ օքսիդացնում է իր սուբստրատի լյուցիֆերինը, մինչդեռ GFP-ն սպիտակուց է, որը ցուցադրում է վառ կանաչ ֆլյուորեսցենտ, երբ այն ենթարկվում է լույսի կապույտից ուլտրամանուշակագույն տիրույթում: Այսպիսով, սա լյուցիֆերազի և GFP-ի հիմնական տարբերությունն է: Ավելին, լյուցիֆերազին կենսալյումինեսցենտություն դրսևորելու համար արտաքին լույսի աղբյուրի կարիք չկա, մինչդեռ GFP-ին անհրաժեշտ է արտաքին լույսի աղբյուր՝ կենսալյումինեսցենտություն դրսևորելու համար:
Հետևյալ ինֆոգրաֆիկան թվարկում է լյուցիֆերազի և GFP-ի միջև եղած տարբերությունները աղյուսակային տեսքով՝ կողք կողքի համեմատելու համար:
Ամփոփում – Luciferase vs GFP
Կենսալյումինեսցենցիան պայմանավորված է կենդանի օրգանիզմում քիմիական ռեակցիայի արդյունքում առաջացած լույսով: Լյուցիֆերազը և GFP-ն երկու սպիտակուցներ են, որոնք ունակ են կենսալյումինեսցենտ առաջացնել: Լյուցիֆերազը ֆերմենտ է, որը լույս է արտադրում իր սուբստրատի լյուցիֆերինի օքսիդացման միջոցով, մինչդեռ GFP-ն սպիտակուց է, որը ցուցադրում է վառ կանաչ ֆլյուորեսցենտ, երբ ենթարկվում է լույսի կապույտից մինչև ուլտրամանուշակագույն տիրույթում: Այսպիսով, սա ամփոփում է լյուցիֆերազի և GFP-ի միջև եղած տարբերությունը:
