¿Qué es la expresión de proteínas recombinantes?
La expresión de proteínas recombinantes es la fabricación de una proteína derivada de ADN recombinante. Es una técnica común en biología molecular y en la producción farmacéutica de reemplazos hormonales. El ADN recombinante es una porción específica de un gen diseñado para expresar un solo producto dentro de una célula huésped, guiado por factores químicos especiales para que la proteína correcta se exprese en grandes cantidades. Muchas hormonas y enzimas que históricamente se derivaron de fuentes animales ahora se sintetizan mediante la expresión de proteínas recombinantes, luego se recolectan y refinan de las células huésped.
Para expresar proteínas recombinantes, se deben introducir secuencias cuidadosamente seleccionadas de ADN en el genoma del huésped. Tomar porciones del código genético de un organismo y colocarlas en los núcleos celulares de otro es una forma de clonación. Esto se realiza mediante la inserción de una secuencia de ADN recombinante que codifica la proteína deseada en el núcleo, que inicia la expresión del gen al transcribirlo en ARN. Las proteínas recombinantes se ensamblan cuando piezas de ARNm que transportan información del ADN migran a los ribosomas desde el núcleo de la célula, e inician la producción de una proteína de acuerdo con una plantilla específica.
Las células huésped producirán cantidades insuficientes de una proteína recombinante a menos que el ADN se introduzca con vectores apropiados para que la información genética correcta se exprese en cantidad suficiente. Los factores de expresión de proteínas son las señales moleculares que deben acompañar al ADN recombinante cuando se inserta en las células huésped para garantizar que la proteína objetivo se sobreexprese. Esta es la única forma en que la expresión de proteínas recombinantes puede producir suficiente sustancia para uso farmacéutico o de laboratorio.
El ensamblaje de la proteína ribosómica no completa el proceso de expresión de la proteína porque durante la recolección, el contenido de células bacterianas o de levadura se mezcla con el producto final. Las proteínas recombinantes expresadas deben purificarse por separación de las piezas de las partes celulares destruidas. A veces, una etiqueta molecular etiqueta la proteína para que pueda unirse a una sustancia metálica u otra y aislarse de los desechos. Existen diferentes técnicas, dependiendo de factores como el tamaño de la proteína y la complejidad de la célula huésped.
La expresión de proteínas recombinantes humanas tiene amplias aplicaciones comerciales y médicas. Muchas hormonas, anticuerpos y enzimas se extrajeron previamente del tejido animal o cadáver, pero ahora se producen de forma sintética utilizando tecnología de ADN recombinante. Dos ejemplos especialmente importantes son la hormona del crecimiento humano y la insulina. Muchas terapias de reemplazo hormonal dependen de proteínas sintéticas, al igual que varios ensayos utilizados por biólogos moleculares y celulares en sus laboratorios. En muchos casos, las bacterias se usan como células huésped para productos simples, mientras que la expresión de proteínas recombinantes más complejas, especialmente de genes de animales, se puede hacer en hongos y levaduras.