Co to jest rekombinowane ludzkie białko?

Rekombinowane ludzkie białko jest ludzkim białkiem wytwarzanym z sklonowanego DNA. Umożliwia to naukowcom wyrażanie dużych ilości. Taka nadekspresja była bardzo użyteczna dla współczesnej medycyny, umożliwiając produkcję leków na bazie ludzkich białek, które nie mają innego źródła. Doprowadziło to również do wielkiego postępu w zrozumieniu funkcji i biologii ludzkich białek.

Przykładem rekombinowanego ludzkiego białka, które nie ma innego źródła, jest lek antyanemii zwany erytropoetyną . Ten hormon kontroluje produkcję czerwonych krwinek. Jest stosowany w leczeniu niedokrwistości z różnych źródeł, w tym przewlekłej choroby nerek i raka. Erytropoetyna była również stosowana przez sportowców jako lek wzmacniający wydajność.

Inne białka można naturalnie izolować, ale o wiele łatwiej jest uzyskać duże ilości przez ekspresję białka z sklonowanego DNA. Przykładem jest ludzki hormon wzrostu, który jest obecnie uzyskiwany do zastosowania terapeutycznego za pomocą technik rekombinowanych. .Tradycyjna metoda izolacji od zwłok czasami spowodowała przenoszenie chorób. Insulina to kolejny lek wykorzystywany jako rekombinowane ludzkie białko. Większość insuliny stosowanej przez pacjentów jest uzyskiwana w ten sposób.

Produkcja białka z klonowanych genów jest wykonalna, ponieważ geny można klonować w wektory ekspresyjne. Są to wyspecjalizowane jednostki DNA, które zostały zaprojektowane w celu wytwarzania dużych ilości białka za pomocą wyspecjalizowanych promotorów. Promotory te kierują produkcją sklonowanej sekwencji genów. Zestawy niestandardowe są dostępne do klonowania białek i ekspresji.

Wymagane są wyspecjalizowane komórki gospodarza do produkcji rekombinowanego ludzkiego białka. Mogą to być komórki bakteryjne lub drożdżowe. Niektóre białka wymagają specjalnych modyfikacji, takich jak wprowadzenie cukrów, i są wyrażane w bardziej zaawansowanych liniach komórkowych, takich jak linie komórkowe ssaków lub owadów.

fLub komórki bakteryjne, białka będą wewnątrz komórek, wymagające ekstrakcji i oczyszczania białka w celu oddzielenia ich od białek bakteryjnych. Ułatwia to specjalne techniki, które są częścią procesu klonowania. Na przykład można sklonować wyspecjalizowane miejsca wiązania, które umożliwiają wiązanie białka z matrycą i łatwe eluowanie. Może to zaoszczędzić lata opracowywania metod oczyszczania białek. Rekombinowane ludzkie białka wyrażane w liniach komórkowych ssaków są często wydzielane w mediach, ułatwiając ich izolację i oczyszczanie.

Posiadanie genów dostępnych białek jako klonów umożliwia naukowcom wytwarzanie niestandardowych białek, zmieniając je w celu posiadania właściwości, których pragnie. Na przykład pewna rekombinowana insulina została genetycznie zmieniona, aby miała różny wpływ na ciało. Zdolność do zmiany tych białek jest bardzo przydatna w badaniach biologicznych.

Możliwość wyrażania rekombinowanego ludzkiego białka zrewolucjonizowała biomedykęBadania Al. Kiedy naukowiec sklonował gen, może porównać go z ogromną bazą danych znanych sekwencji genów. Jeśli gen ma sekwencję, która jest wysoce podobna do sekwencji genu o znanej funkcji, może on przewidzieć funkcję tego genu. Ta wiedza sugeruje, które eksperymenty wykonują z produktem genu, który często jest białkiem. Czasami nie ma homologii w innych sekwencjach genów, a naukowiec nie ma pojęcia o funkcji genu.

Wyrażanie produktu genu pozwala naukowcom testować funkcję genu za pomocą technik biochemicznych. Może to umożliwić mu identyfikację funkcji genu. Ponadto może on przeprowadzić eksperymenty z Messenger RNA (mRNA) wyprodukowanym bezpośrednio z genu i określić, w jakich warunkach i w jakich tkankach gen jest wyrażany. Ta wiedza pomaga zawęzić w znalezieniu funkcji genu i dowiedzieć się, czy koduje białko.

Jeśli naukowiecT zna funkcję białka, nadekspresja może zapewnić duże ilości białka do badania jego właściwości biochemicznych. Może on zrobić ukierunkowane mutacje i zobaczyć, jakie wpływ mają na właściwości białka. Innym powodem uzyskania dużych ilości białka jest krystalizacja białka i zbadanie jego trójwymiarowej struktury. Biochemia białka może być trudna do wykonania w każdym układzie, ale szczególnie trudno było to zrobić z ludzkimi białkami przed pojawieniem się rekombinowanych ludzkich białek.