A prote?na humana recombinante ? uma prote?na humana produzida a partir de DNA clonado. Isso permite que um cientista expresse grandes quantidades dele. Essa superexpress?o tem sido de grande utilidade para a medicina moderna, permitindo a produ??o de medicamentos ? base de prote?nas humanas que n?o t?m outra fonte. Tamb?m levou a grandes avan?os na compreens?o da fun??o e biologia das prote?nas humanas.
Um exemplo de uma prote?na humana recombinante que n?o tem outra fonte ? o medicamento anti-anemia chamado eritropoietina. Esse horm?nio controla a produ??o de gl?bulos vermelhos. ? usado para tratar a anemia de v?rias fontes, incluindo doen?a renal cr?nica e c?ncer. A eritropoietina tamb?m tem sido usada como uma droga para melhorar o desempenho pelos atletas.
Outras prote?nas podem ser isoladas naturalmente, mas ? muito mais f?cil obter grandes quantidades pela express?o de prote?nas a partir do DNA clonado. Um exemplo ? o horm?nio de crescimento humano, atualmente obtido para uso terap?utico por t?cnicas recombinantes. O m?todo tradicional de isolamento de cad?veres ?s vezes resultava na transmiss?o de doen?as. A insulina ? outro medicamento utilizado como uma prote?na humana recombinante. A maior parte da insulina utilizada pelos pacientes ? obtida dessa maneira.
A produ??o de prote?nas a partir de genes clonados ? vi?vel, porque os genes podem ser clonados em vetores de express?o. Estas s?o unidades especializadas de DNA que s?o projetadas para produzir grandes quantidades de prote?na pelo uso de promotores especializados. Esses promotores direcionam a produ??o da sequ?ncia g?nica clonada. Est?o dispon?veis kits personalizados para clonagem e express?o de prote?nas.
C?lulas hospedeiras especializadas s?o necess?rias para a produ??o de uma prote?na humana recombinante. Podem ser c?lulas bacterianas ou leveduras. Algumas prote?nas requerem modifica??es especiais, como a introdu??o de a??cares, e s?o expressas em linhas celulares mais avan?adas, como linhas celulares de mam?feros ou insetos.
Para c?lulas bacterianas, as prote?nas estar?o dentro das c?lulas, exigindo extra??o e purifica??o de prote?nas para separ?-las das prote?nas bacterianas. Isso ? facilitado por t?cnicas especiais que fazem parte do processo de clonagem. Por exemplo, locais de liga??o especializados podem ser clonados que permitem que a prote?na se ligue a uma matriz e seja facilmente elu?da. Isso pode economizar anos de desenvolvimento de m?todos de purifica??o de prote?nas. As prote?nas humanas recombinantes expressas nas linhas celulares de mam?feros s?o freq?entemente secretadas nos meios, facilitando seu isolamento e purifica??o.
Ter os genes para as prote?nas dispon?veis como clones permite que um cientista fa?a prote?nas personalizadas, alterando-as para que tenham as propriedades desejadas. Por exemplo, alguma insulina recombinante foi geneticamente alterada para ter efeitos diferentes no corpo. A capacidade de alterar essas prote?nas ? muito ?til em pesquisas biol?gicas.
Ser capaz de expressar uma prote?na humana recombinante revolucionou a pesquisa biom?dica. Quando um cientista clonou um gene, ele ou ela pode compar?-lo a um enorme banco de dados de sequ?ncias gen?ticas conhecidas. Se o gene tiver uma sequ?ncia altamente semelhante a uma sequ?ncia de um gene de fun??o conhecida, ele poder? prever a fun??o desse gene. Esse conhecimento sugere quais experimentos realizar com o produto do gene, que freq?entemente ? uma prote?na. ?s vezes, n?o h? homologia com outras seq??ncias de genes, e o cientista n?o tem id?ia da fun??o do gene.
Expressar o produto do gene permite que um cientista teste a fun??o do gene usando t?cnicas bioqu?micas. Isso pode permitir que ele ou ela identifique a fun??o do gene. Al?m disso, ele ou ela pode fazer experimentos com o RNA mensageiro (mRNA) produzido diretamente a partir do gene e determinar sob quais condi??es e em quais tecidos o gene ? expresso. Esse conhecimento ajuda a diminuir a fun??o do gene e a descobrir se ele codifica uma prote?na.
Se um cientista conhece a fun??o de uma prote?na, a superexpress?o pode fornecer grandes quantidades da prote?na para estudar suas propriedades bioqu?micas. Ele ou ela pode fazer muta??es direcionadas e ver quais efeitos eles t?m sobre as propriedades da prote?na. Outro motivo para obter grandes quantidades de prote?na ? cristalizar a prote?na e estudar sua estrutura tridimensional. A bioqu?mica de prote?nas pode ser dif?cil de executar em qualquer sistema, mas era particularmente dif?cil com prote?nas humanas antes do advento de prote?nas humanas recombinantes.