Rekombinant protein: Definition, produktion og anvendelser

Rekombinant protein er en manipuleret form for protein, som genereres på forskellige måder for at producere store mængder proteiner, modificere gensekvenser og producere nyttige kommercielle produkter. Dannelsen af rekombinant protein udføres i specialiserede vohikler kendt som vektorer. Rekombinant teknologi er processen involveret i dannelsen af rekombinant protein.

Baggrund

I molekylærbiologi siger den såkaldte "Centrale Dogme", at geninformationen gemt i DNA overføres til RNA og derefter til proteiner. Processen fra DNA til RNA overførsel kaldes transskription, mens RNA til protein overførsel kaldes translation. Gencoderne i proteiner kaldes strukturelle gener, fordi de er ansvarlige for at udtrykke geninformationen i de strukturelle enheder af et menneske, såsom øjenfarve, hud og hår.

Rekombination

Rekombination er processen, hvorav en afkom (afspring) udvikler en kombination af gener, der er forskellig fra generne hos enten forælder, hvilket resulterer i et nyt sæt DNA. Vist i Figur 1 er rekombinationsprocessen, tilpasset fra artiklen "What is a Genome?" af National Center for Biotechnology Information (NCBI).

Rekombinant protein

Rekombinant DNA-teknologi er en måde at studere proteiners funktioner og interaktioner på. Dette gøres ved at isolere en target DNA-sekvens og derefter overføre den til en kloningsvektor, der har evnen til selvreplikation. DNA'en i kloningsvektoren interagerer med target DNA og producerer en ny opskrift på geninformation kaldet rekombinant DNA. Den rekombinante DNA overføres til RNA, som i sin tur producerer det rekombinante protein.

Terapeutiske proteiner

Rekombinant protein spiller en stor rolle i skabelsen af terapeutiske agenter, der kan modificere og reparere genetiske fejl, ødelægge kræftceller, behandle immunsystemforstyrrelser, blandt andre funktioner. For eksempel kan Erythropoietin, et proteinhormon produceret ved rekombinant teknologi, bruges til at behandle patienter med erythrocyt-mangel, som er en almindelig årsag til nyrekomplikationer. Vist i Figur 2 er andre terapeutiske agenter genereret fra rekombinante proteiner; tilpasset fra "Gene Cloning an introduction," en bog udgivet af Stanley Thornes Ltd. og skrevet af T.A. Brown.

Genteknologisk værktøj

Genteknologi er et studieområde, der beskæftiger sig med modificering af en celles genetiske sekvens uden at hindre dens evne til at replikere. For eksempel i genteknologi af zebrafisk, blev en ny race af fisk med succes klonet, som udviste en glow-in-the-dark egenskab, efter at have ændret dets gen med et rekombinant protein kaldet grønt fluorescent protein (GFP). Vist i Figur 3 er et billede tilpasset fra "Cloning in Vertebrates" fra Lehninger Principles of Biochemistry.