Kas ir rekombinanto proteīnu ražošana?

Šo metodi bieži izmanto cilvēka augšanas hormona un insulīna ražošanai. Cilvēka augšanas hormona iegūšana, ražojot rekombinanto proteīnu, ir milzīgs uzlabojums salīdzinājumā ar tā iegūšanu no līķiem, jo ​​no līķiem iegūto proteīnu klātbūtne dažkārt izraisīja slimību pārnešanu. Insulīna pagatavošana šādā veidā ir arī izdevīga, jo tā ir ļāvusi izgatavot insulīna variantus, kuriem organismā ir atšķirīga farmakoloģiska iedarbība.

Olbaltumvielas ir aminoskābju ķēdes, ko kodē DNS. Gēni, kas kodē šos proteīnus, tiek ievietoti īpašos vektoros vai DNS vienībās. Tiek izvēlēti vektori, kas ražos lielu daudzumu vēlamā proteīna. To sauc par pārmērīgu izpausmi.

Pārmērīga ekspresija tiek veikta īpašās saimniekšūnās. Dažreiz saimnieki ir baktērijas vai raugs. Gadījumos, kad proteīni ir no zīdītājiem, saimnieki bieži ir kukaiņu vai zīdītāju šūnu līnijas. Tirdzniecībā ir pieejams liels skaits komplektu, lai atvieglotu gan gēna klonēšanu, gan sekojošu rekombinanto proteīnu ražošanu.

Šiem komplektiem ir īpaši vektori, ko sauc par ekspresijas vektoriem, kuriem ir īpašs promotors, lai ražotu lielu daudzumu olbaltumvielu. Promotors ir DNS daļa, kas virza tai sekojošās gēnu sekvences veidošanos. Bieži vien šos ekspresijas vektorus var izslēgt un tie ir inducējami. Īpaši ar baktēriju saimniekiem, pārāk daudz proteīna ražošana vienlaikus var būt toksiska, kavējot baktēriju augšanu.

Ir vairāki dažādi veidi, kā izraisīt izteiksmi. Abos gadījumos baktērijas tiek audzētas līdz noteiktam blīvumam. Pēc tam vai nu pievieno savienojumu indukcijai, vai arī temperatūru maina uz tādu, kurā ir aktīvs promotors.

Lai atvieglotu olbaltumvielu attīrīšanu no baktērijām, klonēšana bieži tiek veikta tā, lai olbaltumvielai būtu marķējums, kas saistās ar matricu. Tas atdala proteīnu no šūnu atliekām. Piemēram, histidīna molekulu marķējums uz proteīna saistās ar niķeļa kolonnu. Kad proteīns ir saistīts, marķējums tiek atdalīts, atstājot tīru proteīnu, ko pēc tam var eluēt no kolonnas. Proteīna attīrīšana, izmantojot tradicionālās metodes, var aizņemt vairākus gadus.

Papildu faktors, kas jāņem vērā, ir tas, vai olbaltumvielai pēc tā sākotnējās ražošanas ir nepieciešama modifikācija. Tas bieži notiek ar zīdītāju proteīniem. Baktērijas bieži pienācīgi nemodificē šādus proteīnus, tāpēc šo progresīvāko proteīnu pārmērīga ekspresija bieži tiek veikta kukaiņu vai zīdītāju šūnās. Vairāki biotehnoloģiju uzņēmumi specializējas rekombinanto proteīnu ražošanā.