La producción de proteínas recombinantes es la expresión de proteínas que se han producido mediante técnicas de ADN recombinante. Este proceso permite fabricar estas sustancias en grandes cantidades. Esta producción en masa se realiza tanto para estudio de laboratorio como para producción industrial.
Esta técnica se utiliza a menudo para producir insulina y hormona de crecimiento humana. Obtener la hormona del crecimiento humana a través de la producción de proteínas recombinantes es una gran mejora con respecto a obtenerla de cadáveres porque la presencia de proteínas obtenidas de cadáveres ocasionalmente resultó en la transmisión de enfermedades. La fabricación de insulina de esta manera también es beneficiosa porque ha permitido fabricar variantes de insulina que tienen diferentes acciones farmacológicas en el cuerpo.
Las proteínas son cadenas de aminoácidos codificados por el ADN. Los genes que codifican estas proteínas se colocan en vectores especiales o unidades de ADN. Se eligen vectores que producirán grandes cantidades de la proteína deseada. Esto se conoce como sobreexpresión.
La sobreexpresión se realiza en células hospedadoras especiales. A veces, los huéspedes son bacterias o levaduras. En los casos en los que las proteínas son de mamíferos, los huéspedes son frecuentemente líneas celulares de insectos o mamíferos. Hay un gran número de kits disponibles comercialmente para facilitar tanto la clonación del gen como la posterior producción de proteína recombinante.
Estos kits tienen vectores especiales llamados vectores de expresión que tienen un promotor especial para producir grandes cantidades de proteína. Un promotor es la sección de ADN que impulsa la producción de la secuencia genética que le sigue. Con frecuencia, estos vectores de expresión pueden desactivarse y son inducibles. Especialmente con huéspedes bacterianos, producir demasiada proteína a la vez puede ser tóxico e inhibir el crecimiento de las bacterias.
Hay varias formas diferentes de inducir la expresión. En ambos, las bacterias crecen hasta una cierta densidad. A continuación, se añade un compuesto para la inducción o se cambia la temperatura a una en la que el promotor esté activo.
Para facilitar la purificación de las proteínas de las bacterias, la clonación se realiza a menudo de modo que haya una etiqueta en la proteína que se unirá a una matriz. Esto separa la proteína de los desechos celulares. Por ejemplo, una etiqueta de moléculas de histidina en la proteína se unirá a una columna de níquel. Una vez que la proteína se une, la etiqueta se escinde, dejando proteína pura que luego se puede eluir de la columna. Puede llevar años purificar una proteína con métodos tradicionales.
Un factor adicional a considerar es si la proteína requiere modificación después de su producción inicial. Este es a menudo el caso de las proteínas de mamíferos. Con frecuencia, las bacterias no modifican adecuadamente tales proteínas, por lo que la sobreexpresión de estas proteínas más avanzadas a menudo se lleva a cabo en células de insectos o mamíferos. Varias empresas de biotecnología se especializan en la producción de proteínas recombinantes.