Marqueur fluorescent

Il existe actuellement plusieurs méthodes de marquage pour le suivi des biomolécules. Certaines de ces méthodes comprennent les suivantes.

Marqueurs isotopiquesModifier

Les espèces courantes pour lesquelles les marqueurs isotopiques sont utilisés comprennent les protéines. Dans ce cas, des acides aminés avec des isotopes stables de carbone, d’azote ou d’hydrogène sont incorporés dans des séquences polypeptidiques. Ces polypeptides sont ensuite soumis à la spectrométrie de masse. En raison du changement de définition exact que ces isotopes subissent sur les peptides, il est possible de dire, grâce au graphique de spectrométrie, quels peptides contenaient les isotopes. En procédant ainsi, on peut extraire la protéine d’intérêt de plusieurs autres dans un groupe. Les composés isotopiques jouent un rôle important en tant que photochromes, décrits ci-dessous.

Biocapteurs colorimétriquesModifier

Les biocapteurs sont fixés à une substance d’intérêt. Normalement, cette substance ne serait pas capable d’absorber la lumière, mais avec le biocapteur attaché, la lumière peut être absorbée et émise sur un spectrophotomètre. En outre, les biocapteurs qui sont fluorescents peuvent être vus à l’œil nu. Certains biocapteurs fluorescents ont également la capacité de changer de couleur dans des environnements changeants (ex : du bleu au rouge). Un chercheur serait en mesure d’inspecter et d’obtenir des données sur le milieu environnant en fonction de la couleur qu’il pourrait voir visiblement de l’espèce hybride biocapteur-molécule.

Les essais colorimétriques sont normalement utilisés pour déterminer la concentration d’une espèce par rapport à une autre.

Composés photochromiquesRédaction

Les composés photochromiques ont la capacité de passer d’une gamme ou d’une variété de couleurs. Leur capacité à afficher différentes couleurs réside dans la façon dont ils absorbent la lumière. Différentes manifestations isomériques de la molécule absorbent différentes longueurs d’onde de la lumière, de sorte que chaque espèce isomérique peut afficher une couleur différente en fonction de son absorption. Parmi ces composés, on trouve les composés photosensibles, qui sont des protéines pouvant passer d’un état non fluorescent à celui d’un état fluorescent compte tenu d’un certain environnement.

La molécule organique la plus courante à être utilisée comme photochrome est le diaryléthène. Parmi les autres exemples de protéines photosensibles, citons PADRON-C, rs-FastLIME-s et bs-DRONPA-s, qui peuvent être utilisées dans des cellules de plantes comme de mammifères pour observer les cellules se déplacer dans différents environnements.

BiomatériauxEdit

Les biomatériaux fluorescents sont un moyen possible d’utiliser des facteurs externes pour observer une voie de manière plus visible. La méthode consiste à marquer par fluorescence des molécules peptidiques qui modifieraient la voie naturelle d’un organisme. Lorsque ce peptide est inséré dans la cellule de l’organisme, il peut induire une réaction différente. Cette méthode peut être utilisée, par exemple, pour traiter un patient et ensuite voir visiblement le résultat du traitement.

Capteurs électrochimiquesEdit

Les capteurs électrochimiques peuvent être utilisés pour la détection sans marquage de biomolécules. Ils détectent les changements et mesurent le courant entre une électrode métallique sondée et un électrolyte contenant l’analyte cible. Un potentiel connu est ensuite appliqué à l’électrode à partir d’un courant de retour et le courant résultant peut être mesuré. Par exemple, une technique utilisant la détection électrochimique consiste à augmenter lentement la tension, ce qui provoque l’oxydation ou la réduction des espèces chimiques à l’électrode. Le courant de la cellule en fonction de la tension est tracé, ce qui peut finalement identifier la quantité d’espèces chimiques consommées ou produites à l’électrode. Les étiquettes fluorescentes peuvent être utilisées en conjonction avec des capteurs électrochimiques pour faciliter la détection dans un système biologique.

Étiquettes fluorescentesModifier

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Parmi les différentes méthodes de marquage des biomolécules, les marqueurs fluorescents présentent l’avantage d’être très sensibles, même à faible concentration, et non destructifs pour le repliement et la fonction de la molécule cible.

La protéine fluorescente verte est une protéine fluorescente naturelle provenant de la méduse Aequorea victoria qui est largement utilisée pour marquer des protéines d’intérêt. La GFP émet un photon dans la région verte du spectre lumineux lorsqu’elle est excitée par l’absorption de la lumière. Le chromophore consiste en un tripeptide oxydé -Ser^65-Tyr^66-Gly^67 situé dans un barillet β. La GFP catalyse l’oxydation et ne nécessite que de l’oxygène moléculaire. La GFP a été modifiée en changeant la longueur d’onde de la lumière absorbée pour inclure d’autres couleurs de fluorescence. YFP ou protéine fluorescente jaune, BFP ou protéine fluorescente bleue, et CFP ou protéine fluorescente cyan sont des exemples de variantes de la GFP. Ces variantes sont produites par le génie génétique du gène GFP.

Les sondes fluorescentes synthétiques peuvent également être utilisées comme étiquettes fluorescentes. Les avantages de ces étiquettes comprennent une taille plus petite avec une plus grande variété de couleurs. Elles peuvent être utilisées pour marquer des protéines d’intérêt de manière plus sélective par diverses méthodes, notamment le marquage basé sur la reconnaissance chimique, comme l’utilisation de marqueurs peptidiques chélateurs de métaux, et le marquage basé sur la reconnaissance biologique utilisant des réactions enzymatiques. Cependant, malgré leur large éventail de longueurs d’onde d’excitation et d’émission ainsi qu’une meilleure stabilité, les sondes synthétiques ont tendance à être toxiques pour la cellule et ne sont donc généralement pas utilisées dans les études d’imagerie cellulaire.

Les marqueurs fluorescents peuvent être hybridés à l’ARNm pour aider à visualiser l’interaction et l’activité, comme la localisation de l’ARNm. Un brin antisens marqué avec la sonde fluorescente est attaché à un seul brin d’ARNm, et peut ensuite être visualisé pendant le développement de la cellule pour voir le mouvement de l’ARNm dans la cellule.

Les étiquettes fluorogènesEdit

Un fluorogène est un ligand (ligand fluorogène) qui n’est pas lui-même fluorescent, mais lorsqu’il est lié à une protéine ou une structure d’ARN spécifique, il devient fluorescent.

Par exemple, FAST est une variante de la protéine jaune photoactive qui a été conçue pour se lier à des mimiques chimiques du chromophore tripeptidique de la GFP.De même, l’aptamère d’épinard est une séquence d’ARN conçue qui peut se lier à des mimiques chimiques du chromophore de la GFP, conférant ainsi une fluorescence conditionnelle et réversible aux molécules d’ARN contenant la séquence.

L’aptamère d’épinard est une séquence d’ARN conçue pour se lier à des mimiques chimiques du chromophore de la GFP.