پروتئین ها به دلیل عملکردهای مهم خود به طور گسترده ای برای کاربردهای تغذیه ای، پزشکی و صنعتی استفاده می شوند. در این درس با نحوه تولید مقادیر زیادی از یک پروتئین خاص آشنا خواهیم شد.
در پایان این درس، شما در مورد
فناوری DNA نوترکیب یک روش مهم برای تولید مقادیر زیادی از یک پروتئین خاص است. این شامل استفاده از نوترکیبی ژنتیکی برای گردآوری مواد ژنتیکی از منابع متعدد و ایجاد توالی‌های DNA است که به طور طبیعی در ژنوم یافت نمی‌شوند. پروتئین های تولید شده با فناوری DNA نوترکیب ، پروتئین های ترکیبی R e هستند.
DNA نوترکیب (rDNA) یک رشته DNA است که از ترکیب دو یا چند توالی DNA تشکیل می شود. نوترکیبی ژنتیکی یک فرآیند طبیعی است، اما زمانی که به طور مصنوعی دستکاری شود، فناوری DNA نوترکیب نامیده می‌شود. با استفاده از فناوری rDNA، دانشمندان قادر به ایجاد توالی DNA جدیدی هستند که به طور طبیعی در شرایط عادی و شرایط محیطی وجود ندارند.
DNA نوترکیب حاصل از پلاسمید تشکیل شده است که در آن ژن های یک پروتئین هدف شبیه سازی می شود. هنگامی که پلاسمید به سیستم بیان میزبان معرفی می شود، مسیرهای سنتز پروتئین خود میزبان منجر به بیان پروتئین انتخابی - به اصطلاح پروتئین نوترکیب می شود. این مقدار زیادی از پروتئین داده شده را برای کاربردهای تحقیقاتی، تشخیصی یا حتی درمانی فراهم می کند.
جداسازی ساده پروتئین ها از منابع طبیعی آنها نمی تواند نیاز روزافزون برای پروتئین ها را برآورده کند. فناوری DNA نوترکیب روش کارآمدتری برای به دست آوردن مقادیر زیادی پروتئین ارائه می دهد.
طیف وسیعی از انواع پروتئین های نوترکیب وجود دارد که می توان از آنها در ساخت دارو یا تحقیق استفاده کرد. برخی از اینها عبارتند از - کموکاین ها، اینترفرون ها، عوامل محرک کلنی و فاکتورهای رشد.
پروتئین های نوترکیب برای توسعه برخی درمان های فعلی، به عنوان مثال، انسولین انسانی استفاده می شود. داروهای پروتئین نوترکیب که اخیراً تأیید شده اند برای درمان طیف گسترده ای از شرایط از جمله سرطان، بیماری های خودایمنی و اختلالات ژنتیکی استفاده می شوند.
پیشرفت‌های قابل توجه در فناوری، بیان و جداسازی پروتئین‌های نوترکیب را در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر کرده است. مقدار پروتئین مورد نیاز برای کاربردهای در مقیاس بزرگ مانند تولید آنزیم، آنتی بادی یا واکسن بسیار زیاد است. این مستلزم آن است که سیستمی که پروتئین در آن بیان می شود باید به راحتی کشت و نگهداری شود، به سرعت رشد کند و مقادیر زیادی پروتئین تولید کند. این الزامات منجر به کشف سیستم های بیان پروتئین شد.
انواع مختلف سیستم های بیان پروتئین عبارتند از: سیستم های باکتری، مخمر، حشرات یا پستانداران.
فناوری DNA نوترکیب شامل انتقال یک DNA خارجی به یک عنصر ژنتیکی خودتکثیر شونده یک ارگانیسم است که در نهایت منجر به تکثیر DNA خارجی می شود.
در حال حاضر، سه روش اصلی برای ساخت DNA نوترکیب وجود دارد:
1. تبدیل - یک قطعه DNA خارجی بریده می شود و در یک ناقل، معمولا یک پلاسمید، قرار می گیرد. سپس، ناقل به دست آمده در یک سلول میزبان مانند باکتری E.coli قرار می گیرد، جایی که قطعه DNA خارجی بیان می شود. فرآیند جذب DNA خارجی توسط سلول باکتری، تبدیل نامیده می شود.
2. تبدیل غیر باکتریایی - از باکتری به عنوان سلول میزبان استفاده نمی کند. یکی از نمونه ها میکرواینجکشن DNA است که در آن یک DNA خارجی مستقیماً به هسته سلول گیرنده تزریق می شود. بیولیستیک روشی است که در آن از ریزپرتابه های با سرعت بالا برای کمک به بمباران DNA خارجی به داخل سلول گیرنده استفاده می شود.
3. معرفی فاژ - در معرفی فاژ، از یک فاژ برای انتقال DNA خارجی به داخل سلول میزبان استفاده می شود و در نهایت DNA فاژ حاوی DNA خارجی به ژنوم سلول میزبان وارد می شود.
فناوری DNA نوترکیب امکان دستکاری خواص پروتئین مورد نظر را فراهم می کند. در این جنبه ها، فناوری DNA نوترکیب و پروتئین های نوترکیب مفید هستند. با این حال، نگرانی هایی در مورد ایمنی و اخلاقی بودن استفاده از فناوری DNA نوترکیب وجود دارد.
