Qu'est-ce que l'expression de protéines recombinantes?
L'expression de la protéine recombinante est la fabrication d'une protéine dérivée de l'ADN recombinant. C'est une technique courante en biologie moléculaire et en production pharmaceutique de substituts hormonaux. L'ADN recombinant est une partie spécifique d'un gène conçu pour exprimer un seul produit au sein d'une cellule hôte, guidée par des facteurs chimiques spéciaux, de sorte que la bonne protéine soit exprimée en grande quantité. De nombreuses hormones et enzymes qui étaient historiquement dérivées de sources animales sont maintenant synthétisées par expression de protéines recombinantes, puis récoltées et raffinées à partir de cellules hôtes.
Pour exprimer des protéines recombinantes, des séquences d'ADN soigneusement sélectionnées doivent être introduites dans le génome de l'hôte. Prendre des parties du code génétique d'un organisme et les placer dans les noyaux cellulaires d'un autre est une forme de clonage. Cela se fait par insertion d'une séquence d'ADN recombinant qui code pour la protéine souhaitée dans le noyau, ce qui initie l'expression du gène en le transcrivant en ARN. Les protéines recombinantes sont assemblées lorsque des fragments d'ARNm portant des informations provenant de l'ADN migrent vers les ribosomes à partir du noyau de la cellule et initient la production d'une protéine selon un modèle spécifique.
Les cellules hôtes produiront des quantités insuffisantes d'une protéine recombinante à moins que l'ADN ne soit introduit avec des vecteurs appropriés, de sorte que les informations génétiques appropriées seront exprimées en quantité suffisante. Les facteurs d'expression des protéines sont les signaux moléculaires qui doivent accompagner l'ADN recombinant lorsqu'il est inséré dans les cellules hôtes pour garantir que la protéine cible sera surexprimée. C’est la seule façon dont l’expression de protéines recombinantes peut constituer une substance suffisante pour un usage pharmaceutique ou en laboratoire.
L’assemblage de protéines ribosomales n’achève pas le processus d’expression des protéines car lors de la récolte, le contenu des cellules bactériennes ou de levure est mélangé au produit final. Les protéines recombinantes exprimées doivent être purifiées par séparation des morceaux de parties de cellules détruites. Parfois, une étiquette moléculaire marque la protéine pour qu'elle puisse se lier à une substance métallique ou autre et être isolée des déchets. Différentes techniques existent, en fonction de facteurs tels que la taille de la protéine et la complexité de la cellule hôte.
L’expression de protéines recombinantes humaines a de nombreuses applications commerciales et médicales. De nombreuses hormones, anticorps et enzymes étaient auparavant extraits de tissus d'animaux ou de cadavres, mais sont maintenant produits par synthèse en utilisant la technologie de l'ADN recombinant. L'hormone de croissance humaine et l'insuline sont deux exemples particulièrement importants. De nombreuses thérapies de substitution hormonale reposent sur des protéines synthétiques, à l'instar de divers tests utilisés par les biologistes moléculaires et cellulaires dans leurs laboratoires. Dans de nombreux cas, les bactéries sont utilisées comme cellules hôtes pour des produits simples, tandis que l'expression de protéines recombinantes plus complexes, en particulier de gènes d'animaux, peut être effectuée dans les champignons et les levures.