Что такое экспрессия рекомбинантного белка?

Экспрессия рекомбинантного белка - это производство белка, полученного из рекомбинантной ДНК. Это распространенный метод в молекулярной биологии и в фармацевтическом производстве заменителей гормонов. Рекомбинантная ДНК представляет собой специфическую часть гена, предназначенную для экспрессии одного продукта в клетке-хозяине, управляемую особыми химическими факторами, так что нужный белок экспрессируется в больших количествах. Многие гормоны и ферменты, которые исторически были получены из животных источников, теперь синтезируются путем экспрессии рекомбинантного белка, а затем собираются и очищаются от клеток-хозяев.

Для экспрессии рекомбинантных белков, тщательно отобранные последовательности ДНК должны быть введены в геном хозяина. Взятие частей генетического кода из одного организма и помещение их в ядра клеток другого является формой клонирования. Это делается путем вставки последовательности рекомбинантной ДНК, которая кодирует желаемый белок, в ядро, которое инициирует экспрессию гена путем транскрибирования его в РНК. Рекомбинантные белки собираются, когда кусочки мРНК, несущие информацию из ДНК, мигрируют в рибосомы из ядра клетки и там инициируют производство белка в соответствии с определенной матрицей.

Клетки-хозяева будут производить недостаточное количество рекомбинантного белка, если ДНК не вводится с соответствующими векторами, чтобы правильная генетическая информация была выражена в достаточном количестве. Факторы экспрессии белка - это молекулярные сигналы, которые должны сопровождать рекомбинантную ДНК, когда она вставляется в клетки-хозяева, чтобы гарантировать, что целевой белок будет сверхэкспрессирован. Это единственный способ, которым экспрессия рекомбинантного белка может сделать достаточным количество вещества для фармацевтического или лабораторного использования.

Сборка рибосомного белка не завершает процесс экспрессии белка, потому что во время сбора содержимого бактериальные или дрожжевые клетки смешиваются с конечным продуктом. Экспрессированные рекомбинантные белки должны быть очищены путем отделения от кусков разрушенных частей клетки. Иногда молекулярная метка маркирует белок, чтобы он мог связываться с металлическим или другим веществом и быть изолированным от отходов. Существуют различные методы, в зависимости от таких факторов, как размер белка и сложность клетки-хозяина.

Экспрессия человеческого рекомбинантного белка имеет широкое коммерческое и медицинское применение. Многие гормоны, антитела и ферменты были ранее извлечены из ткани животных или трупа, но теперь производятся синтетически с использованием технологии рекомбинантных ДНК. Два особенно важных примера - гормон роста человека и инсулин. Многие гормонозаместительные терапии основаны на синтетических белках, как и различные анализы, используемые молекулярными и клеточными биологами в их лабораториях. Во многих случаях бактерии используются в качестве клеток-хозяев для простых продуктов, в то время как более сложная экспрессия рекомбинантного белка, особенно генов животных, может быть сделана в грибах и дрожжах.