Co je to rekombinantní proteinová exprese?
Exprese rekombinantního proteinu je výroba proteinu odvozeného z rekombinantní DNA. Je to běžná technika v molekulární biologii a ve farmaceutické produkci hormonálních náhrad. Rekombinantní DNA je specifická část genu navržená k expresi jediného produktu v hostitelské buňce, vedená speciálními chemickými faktory, takže správný protein je exprimován ve velkém množství. Mnoho hormonů a enzymů, které byly historicky odvozeny ze živočišných zdrojů, je nyní syntetizováno expresí rekombinantních proteinů, poté sklizeno a rafinováno z hostitelských buněk.
K expresi rekombinantních proteinů musí být do genomu hostitele zavedeny pečlivě vybrané sekvence DNA. Převzetí částí genetického kódu z jednoho organismu a jejich umístění do buněčných jader jiného je formou klonování. To se provádí inzercí sekvence rekombinantní DNA, která kóduje požadovaný protein do jádra, které iniciuje expresi genu transkripcí do RNA. Rekombinantní proteiny se shromažďují, když části mRNA nesoucí informace z DNA migrují do ribozomů z buněčného jádra a tam zahajují produkci proteinu podle specifické šablony.
Hostitelské buňky vytvoří nedostatečné množství rekombinantního proteinu, pokud není DNA zavedena s vhodnými vektory, takže správná genetická informace bude vyjádřena v dostatečném množství. Proteinové expresní faktory jsou molekulární signály, které musí doprovázet rekombinantní DNA, když je vložena do hostitelských buněk, aby bylo zajištěno, že cílový protein bude nadměrně exprimován. Toto je jediný způsob, jak může expresi rekombinantního proteinu vyrobit dost látky pro farmaceutické nebo laboratorní použití.
Sestava ribozomálního proteinu nedokončí proces exprese proteinu, protože během sklizně se obsah bakteriálních nebo kvasinkových buněk smíchá s konečným produktem. Exprimované rekombinantní proteiny musí být purifikovány separací od kousků zničených buněčných částí. Někdy molekulární značka označuje protein, takže se může vázat na kovovou nebo jinou látku a být izolován z odpadu. Existují různé techniky, v závislosti na faktorech, jako je velikost proteinu a složitost hostitelské buňky.
Exprese lidského rekombinantního proteinu má rozsáhlé komerční a lékařské aplikace. Mnoho hormonů, protilátek a enzymů bylo dříve extrahováno ze živočišné nebo mrtvé tkáně, ale nyní se vyrábějí synteticky pomocí technologie rekombinantní DNA. Dva zvláště důležité příklady jsou lidský růstový hormon a inzulín. Mnoho hormonálních substitučních terapií závisí na syntetických proteinech, stejně jako různé testy používané molekulárními a buněčnými biology v jejich laboratořích. V mnoha případech se bakterie používají jako hostitelské buňky pro jednoduché produkty, zatímco složitější expresi rekombinantního proteinu, zejména genů od zvířat, lze provést v plísních a kvasnicích.