¿Qué es la producción de proteínas recombinantes?
La producción de proteínas recombinantes es la expresión de proteínas que se han producido mediante técnicas de ADN recombinante. Este proceso permite que estas sustancias se produzcan en grandes cantidades. Dicha producción en masa se realiza tanto para estudio de laboratorio como para producción industrial.
Esta técnica a menudo se usa para producir hormona de crecimiento humano e insulina. La obtención de la hormona del crecimiento humano a través de la producción de proteínas recombinantes es una gran mejora sobre la obtención de los cadáveres porque la presencia de proteínas obtenidas de los cadáveres ocasionalmente resultó en la transmisión de la enfermedad. Producir insulina de esta manera también es beneficioso porque ha permitido que se creen variantes de insulina que tienen diferentes acciones farmacológicas en el cuerpo.
Las proteínas son cadenas de aminoácidos, codificadas por el ADN. Los genes que codifican estas proteínas se colocan en vectores especiales, o unidades de ADN. Se eligen vectores que producirán grandes cantidades de la proteína deseada. Esto se conoce como sobreexpresión .
La sobreexpresión se realiza en células huésped especiales. A veces los anfitriones son bacterias o levaduras. En los casos en que las proteínas son de mamíferos, los huéspedes son frecuentemente líneas celulares de insectos o mamíferos. Una gran cantidad de kits están disponibles comercialmente para facilitar tanto la clonación del gen como la posterior producción de proteína recombinante.
Estos kits tienen vectores especiales llamados vectores de expresión que tienen un promotor especial para producir grandes cantidades de proteína. Un promotor es la sección de ADN que impulsa la producción de la secuencia del gen que le sigue. Con frecuencia, estos vectores de expresión pueden desactivarse y son inducibles. Especialmente con los huéspedes bacterianos, producir demasiada proteína a la vez puede ser tóxico, inhibiendo el crecimiento de la bacteria.
Hay varias formas diferentes de inducir la expresión. En ambos, las bacterias crecen hasta una cierta densidad. Luego, o bien se agrega un compuesto para la inducción, o la temperatura se cambia a una a la cual el promotor está activo.
Para facilitar la purificación de las proteínas de las bacterias, la clonación a menudo se realiza para que haya una etiqueta en la proteína que se unirá a una matriz. Esto separa la proteína de los desechos celulares. Por ejemplo, una etiqueta de moléculas de histidina en la proteína se unirá a una columna de níquel. Una vez que la proteína se une, la etiqueta se separa, dejando proteína pura que luego se puede eluir de la columna. Puede tomar años purificar una proteína usando métodos tradicionales.
Un factor adicional a considerar es si la proteína requiere modificación después de su producción inicial. Este suele ser el caso de las proteínas de mamíferos. Las bacterias con frecuencia no modifican adecuadamente tales proteínas, por lo que la sobreexpresión de estas proteínas más avanzadas a menudo se lleva a cabo en células de insectos o mamíferos. Varias compañías de biotecnología se especializan en llevar a cabo la producción de proteínas recombinantes.