Hvad er rekombinant proteinekspression?

Rekombinant proteinekspression er fremstillingen af ​​et protein afledt af rekombinant DNA. Det er en almindelig teknik inden for molekylærbiologi og i farmaceutisk produktion af hormonerstatninger. Det rekombinante DNA er en specifik del af et gen designet til at udtrykke et enkelt produkt i en værtscelle, styret af specielle kemiske faktorer, så det rigtige protein udtrykkes i store mængder. Mange hormoner og enzymer, der historisk blev afledt fra dyrekilder, syntetiseres nu ved rekombinant proteinekspression, derefter høstes og raffineres fra værtsceller.

For at udtrykke rekombinante proteiner skal omhyggeligt udvalgte DNA-sekvenser introduceres i en værts genom. At tage dele af den genetiske kode fra en organisme og placere disse i cellekernerne i en anden er en form for kloning. Dette gøres ved indsættelse af en sekvens af rekombinant DNA, der koder for det ønskede protein i kernen, som initierer ekspression af genet ved at transkribere det til RNA. Rekombinante proteiner samles, når stykker mRNA, der bærer information fra DNA, migrerer til ribosomer fra cellekernen, og der derpå initieres produktionen af ​​et protein i henhold til en specifik skabelon.

Værtsceller fremstiller utilstrækkelige mængder af et rekombinant protein, medmindre DNA'et indføres med passende vektorer, så den rigtige genetiske information udtrykkes i tilstrækkelig mængde. Proteinekspressionsfaktorer er de molekylære signaler, der skal ledsages af rekombinant DNA, når det indsættes i værtscellerne for at sikre, at målproteinet bliver overudtrykt. Dette er den eneste måde, hvor rekombinant proteinekspression kan gøre nok af et stof til farmaceutisk eller laboratoriebrug.

Ribosomal proteinsamling afslutter ikke proteinekspressionsprocessen, fordi under høstning blandes bakterie- eller gærcelleindholdet med slutproduktet. Udtrykte rekombinante proteiner skal renses ved adskillelse fra stykkerne af ødelagte celledele. Nogle gange mærker et molekylærmærke proteinet, så det kan binde til et metallisk eller andet stof og isoleres fra affaldet. Der findes forskellige teknikker, afhængigt af faktorer som proteinstørrelse og værtscelle-kompleksiteten.

Human rekombinant proteinekspression har omfattende kommercielle og medicinske anvendelser. Mange hormoner, antistoffer og enzymer blev tidligere ekstraheret fra dyre- eller kadavervæv, men produceres nu syntetisk under anvendelse af rekombinant DNA-teknologi. To især vigtige eksempler er humant væksthormon og insulin. Mange hormonbehandlingsbehandlinger er afhængige af syntetiske proteiner, ligesom forskellige assays, der anvendes af molekylære og cellulære biologer i deres laboratorier. I mange tilfælde anvendes bakterier som værtsceller til enkle produkter, medens mere kompleks rekombinant proteinekspression, især fra gener fra dyr, kan udføres i svampe og gær.