Hva er rekombinant proteinuttrykk?

Rekombinant proteinuttrykk er fremstillingen av et protein avledet fra rekombinant DNA. Det er en vanlig teknikk innen molekylærbiologi og i farmasøytisk produksjon av hormonerstatninger. Det rekombinante DNA er en spesifikk del av et gen designet for å uttrykke et enkelt produkt i en vertscelle, styrt av spesielle kjemiske faktorer slik at riktig protein blir uttrykt i store mengder. Mange hormoner og enzymer som historisk ble avledet fra dyrekilder, blir nå syntetisert ved rekombinant proteinuttrykk, deretter høstet og raffinert fra vertsceller.

For å uttrykke rekombinante proteiner, må nøye utvalgte sekvenser av DNA introduseres i et verts genom. Å ta deler av den genetiske koden fra en organisme og plassere disse i cellekjernene til en annen er en form for kloning. Dette gjøres ved innsetting av en sekvens av rekombinant DNA som koder for ønsket protein i kjernen, som initierer ekspresjon av genet ved å transkribere det til RNA. Rekombinante proteiner settes sammen når deler av mRNA som bærer informasjon fra DNA vandrer til ribosomene fra cellekjernen, og der starter produksjonen av et protein i henhold til en spesifikk mal.

Vertsceller vil lage utilstrekkelige mengder av et rekombinant protein med mindre DNA blir introdusert med passende vektorer slik at riktig genetisk informasjon vil bli uttrykt i tilstrekkelig mengde. Proteinekspresjonsfaktorer er de molekylære signalene som må følge med rekombinant DNA når det settes inn i vertscellene for å sikre at målproteinet blir overuttrykt. Dette er den eneste måten rekombinant proteinuttrykk kan gjøre nok av et stoff til farmasøytisk eller laboratoriebruk.

Ribosomal proteinmontering fullfører ikke proteinekspresjonsprosessen fordi innholdet av bakterie eller gjærcelle blandes under sluttproduktet under høsting. Uttrykte rekombinante proteiner må renses ved separasjon fra delene av ødelagte celledeler. Noen ganger merker et molekylært merke proteinet slik at det kan binde seg til et metallisk eller annet stoff og isoleres fra avfallet. Ulike teknikker eksisterer, avhengig av faktorer som proteinstørrelse og kompleksiteten til vertscellen.

Human rekombinant proteinuttrykk har omfattende kommersielle og medisinske anvendelser. Mange hormoner, antistoffer og enzymer ble tidligere ekstrahert fra dyre- eller kadavervev, men produseres nå syntetisk ved bruk av rekombinant DNA-teknologi. To spesielt viktige eksempler er humant veksthormon og insulin. Mange hormonbehandlingsbehandlinger er avhengige av syntetiske proteiner, og det samme gjør forskjellige analyser brukt av molekylære og cellulære biologer i laboratoriene deres. I mange tilfeller brukes bakterier som vertsceller for enkle produkter, mens mer komplekst rekombinant proteinuttrykk, spesielt fra gener fra dyr, kan gjøres i sopp og gjær.