O que é expressão de proteína recombinante?
A expressão de proteína recombinante é a fabricação de uma proteína derivada do DNA recombinante. É uma técnica comum em biologia molecular e na produção farmacêutica de substituições hormonais. O DNA recombinante é uma porção específica de um gene projetado para expressar um único produto dentro de uma célula hospedeira, guiado por fatores químicos especiais, para que a proteína correta seja expressa em grandes quantidades. Muitos hormônios e enzimas historicamente derivados de fontes animais são agora sintetizados pela expressão de proteínas recombinantes, depois colhidos e refinados das células hospedeiras.
Para expressar proteínas recombinantes, sequências de DNA cuidadosamente selecionadas devem ser introduzidas no genoma de um hospedeiro. Tomar porções do código genético de um organismo e colocá-las nos núcleos celulares de outro é uma forma de clonagem. Isso é feito através da inserção de uma sequência de DNA recombinante que codifica para a proteína desejada no núcleo, que inicia a expressão do gene transcrevendo-o no RNA. As proteínas recombinantes são montadas quando pedaços de mRNA que transportam informações do DNA migram para os ribossomos do núcleo da célula e iniciam a produção de uma proteína de acordo com um modelo específico.
As células hospedeiras produzirão quantidades insuficientes de uma proteína recombinante, a menos que o DNA seja introduzido com vetores apropriados para que a informação genética correta seja expressa em quantidade suficiente. Os fatores de expressão da proteína são os sinais moleculares que devem acompanhar o DNA recombinante quando ele é inserido nas células hospedeiras para garantir que a proteína alvo seja super-expressa. Esta é a única maneira de a expressão proteica recombinante produzir uma substância suficiente para uso farmacêutico ou laboratorial.
A montagem da proteína ribossômica não completa o processo de expressão da proteína, porque durante a colheita o conteúdo da célula bacteriana ou de levedura é misturado ao produto final. As proteínas recombinantes expressas devem ser purificadas por separação dos pedaços de partes celulares destruídas. Às vezes, uma etiqueta molecular rotula a proteína para que ela possa se ligar a uma substância metálica ou outra e ser isolada dos resíduos. Existem diferentes técnicas, dependendo de fatores como o tamanho da proteína e a complexidade da célula hospedeira.
A expressão da proteína recombinante humana tem extensas aplicações comerciais e médicas. Muitos hormônios, anticorpos e enzimas foram previamente extraídos de tecidos de animais ou cadáveres, mas agora são produzidos sinteticamente usando a tecnologia de DNA recombinante. Dois exemplos especialmente importantes são o hormônio do crescimento humano e a insulina. Muitas terapias de reposição hormonal dependem de proteínas sintéticas, assim como vários ensaios utilizados por biólogos moleculares e celulares em seus laboratórios. Em muitos casos, as bactérias são usadas como células hospedeiras para produtos simples, enquanto a expressão proteica recombinante mais complexa, especialmente de genes de animais, pode ser feita em fungos e leveduras.