La proteína verde fluorescente (GFP) es una proteína que se encuentra en una especie de medusa, Aequorea victoria, que se encuentra en el Pacífico norte. La fluorescencia es un fenómeno por el cual ciertas sustancias absorben energía de la radiación electromagnética, como la luz, y emiten la energía en una longitud de onda diferente, normalmente más larga. El resplandor verde producido por GFP resulta de que absorbe luz azul y ultravioleta de energía relativamente alta y la emite como luz verde, que tiene una longitud de onda más larga y menos energía; por lo tanto, brillará en verde cuando se exponga a la luz ultravioleta invisible. La GFP es de particular interés para los biólogos ya que, a diferencia de la mayoría de las otras proteínas fluorescentes, es fluorescente por sí misma sin necesidad de interacción con otras moléculas. Dado que es una proteína compuesta enteramente por aminoácidos, esto significa que los organismos pueden ser modificados genéticamente para producirla, dando lugar a una amplia gama de aplicaciones en diversos campos de la biología.
La bioluminiscencia ocurre en muchos organismos marinos. En el caso de Aequorea victoria, una sustancia quimioluminiscente llamada aequorin emite luz azul cuando se combina con iones de calcio. Luego, esta luz es absorbida por la proteína verde fluorescente para producir un brillo verde. Se ha descubierto que otros organismos marinos contienen estas sustancias, pero no está claro por qué han evolucionado para producir este brillo o cambiar el color de azul a verde. Una sugerencia, basada en evidencia experimental de que la GFP brillante puede liberar electrones, es que la GFP podría actuar como un donante de electrones activado por la luz, de manera similar a la clorofila en las plantas verdes.
La proteína verde fluorescente tiene una estructura compleja. La parte fluorescente, conocida como cromóforo fluorescente, consta de tres aminoácidos, tirosina, glicina y serina o treonina, unidos en forma de anillo. Este está contenido dentro de una estructura cilíndrica que protege al cromóforo del contacto con otras moléculas, una característica que es crucial para la fluorescencia, ya que el contacto con las moléculas de agua disiparía la energía utilizada para producir el brillo verde.
La GFP ha demostrado ser de gran utilidad en campos como la genética, la biología del desarrollo, la microbiología y la neurología. Puede usarse para marcar proteínas específicas dentro de un organismo con el fin de ver dónde y cuándo se expresan; la parte del ADN del organismo que codifica la proteína de interés puede diseñarse para sintetizar también GFP, lo que permite el seguimiento de la proteína dentro de las células vivas utilizando luz ultravioleta. Los virus también se pueden etiquetar de esta manera, lo que permite controlar las infecciones en organismos vivos. La proteína verde fluorescente también se puede modificar para que sea fluorescente en varios otros colores, lo que abre nuevas posibilidades. Uno de ellos ha sido la creación de ratones transgénicos con diversas combinaciones de proteínas fluorescentes expresadas en neuronas, que permiten estudiar en detalle las vías neurales del cerebro.
Se han encontrado otras aplicaciones fuera de la biología. Un desarrollo controvertido es la ingeniería de mascotas fluorescentes. Se han creado animales modificados genéticamente que producen proteína verde fluorescente e incluyen peces, ratas, cerdos y un conejo.