Vad är rekombinant proteinuttryck?

Rekombinant proteinuttryck är tillverkningen av ett protein härrörande från rekombinant DNA. Det är en vanlig teknik inom molekylärbiologi och i farmaceutisk produktion av hormonersättningar. Det rekombinanta DNA är en specifik del av en gen utformad för att uttrycka en enda produkt i en värdcell, styrd av speciella kemiska faktorer så att rätt protein uttrycks i stora mängder. Många hormoner och enzymer som historiskt härrörde från djurskällor syntetiseras nu genom rekombinant proteinuttryck, skördas och förädlas sedan från värdceller.

För att uttrycka rekombinanta proteiner måste noggrant utvalda DNA-sekvenser införas i värdens genom. Att ta delar av den genetiska koden från en organisme och placera dessa i cellkärnorna i en annan är en form av kloning. Detta görs genom insättning av en sekvens av rekombinant DNA som kodar för det önskade proteinet i kärnan, som initierar expression av genen genom att transkribera det till RNA. Rekombinanta proteiner samlas när bitar av mRNA som bär information från DNA migrerar till ribosomerna från cellens kärna, och där initieras produktionen av ett protein enligt en specifik mall.

Värdceller kommer att göra otillräckliga mängder av ett rekombinant protein om inte DNA introduceras med lämpliga vektorer så att rätt genetisk information kommer att uttryckas i tillräcklig mängd. Proteinuttrycksfaktorer är de molekylära signalerna som måste åtfölja rekombinant DNA när det införs i värdcellerna för att säkerställa att målproteinet kommer att bli överuttryckt. Detta är det enda sättet som rekombinant proteinuttryck kan göra tillräckligt med ett ämne för farmaceutiskt eller laboratoriebruk.

Ribosomalt proteinaggregat slutför inte proteinuttrycksprocessen eftersom blandningen av bakterie- eller jästcellinnehåll blandas med slutprodukten under skörd. Uttryckta rekombinanta proteiner måste renas genom separering från bitarna av förstörda celldelar. Ibland märks en molekylär etikett på proteinet så att det kan binda till en metallisk eller annan substans och isoleras från avfallet. Olika tekniker finns, beroende på faktorer som proteinstorlek och värdcellens komplexitet.

Human rekombinant proteinuttryck har omfattande kommersiella och medicinska tillämpningar. Många hormoner, antikroppar och enzymer extraherades tidigare från djur- eller kadavervävnad men produceras nu syntetiskt med användning av rekombinant DNA-teknik. Två särskilt viktiga exempel är humant tillväxthormon och insulin. Många hormonersättningar förlitar sig på syntetiska proteiner, liksom olika analyser som används av molekylära och cellulära biologer i sina laboratorier. I många fall används bakterier som värdceller för enkla produkter, medan mer komplex rekombinant proteinuttryck, särskilt från gener från djur, kan göras i svampar och jäst.