その重要な機能により、タンパク質は栄養、医療、産業用途に広く使用されています。このレッスンでは、特定のタンパク質がどのくらい大量に生成されるかについて学びます。
このレッスンの終わりまでに、次のことがわかります。
組換え DNA 技術は、特定のタンパク質を大量に生成するための重要な方法です。これには、遺伝子組み換えを使用して、複数のソースから遺伝物質を集め、ゲノムには本来存在しない DNA 配列を作成することが含まれます。組換え DNA 技術で生成されたタンパク質は、R e組換えタンパク質です。
組換え DNA (rDNA) は、 2 つ以上の DNA 配列の組み合わせによって形成される DNA 鎖です。遺伝子組換えは自然に発生するプロセスですが、人為的に操作される場合、組換え DNA 技術と呼ばれます。科学者は、rDNA 技術を使用して、通常の状況や環境条件下では自然には存在しない新しい DNA 配列を作成することができます。
得られた組換え DNA は、目的タンパク質の遺伝子がクローニングされたプラスミドから構成されます。プラスミドが宿主発現系に導入されると、宿主自身のタンパク質合成経路により、選択したタンパク質、いわゆる組換えタンパク質が発現します。これにより、研究、診断、さらには治療用途に使用される特定のタンパク質が大量に提供されます。
タンパク質を天然の供給源から単に分離するだけでは、増大するタンパク質の需要を満たすことはできません.組換え DNA 技術は、大量のタンパク質を取得するためのより効率的な方法を提供します。
医薬品の開発や研究に使用できるさまざまな種類の組換えタンパク質があります。これらのいくつかは、ケモカイン、インターフェロン、コロニー刺激因子、および成長因子です。
組換えタンパク質は、ヒトインスリンなどの現在の治療法の開発に使用されています。最近承認された組み換えタンパク質医薬品は、がん、自己免疫疾患、遺伝性疾患など、さまざまな症状の治療に使用されています。
技術のかなりの進歩により、大規模な組換えタンパク質の発現と分離が可能になりました。酵素、抗体、またはワクチン生産などの大規模なアプリケーションに必要なタンパク質の量はかなり多くなります。これには、タンパク質を発現させるシステムが、培養と維持が容易で、急速に増殖し、大量のタンパク質を生産できる必要があります。これらの要件は、タンパク質発現システムの発見につながりました。
さまざまな種類のタンパク質発現システムには、細菌、酵母、昆虫、または哺乳類のシステムがあります。
組換え DNA 技術は、生物の自己複製遺伝要素への外来 DNA の導入を伴い、最終的に外来 DNA の増幅につながります。
現在、組換え DNA を作成するには 3 つの主要な方法があります。
1. 形質転換– 外来 DNA 断片が切断され、ベクター (通常はプラスミド) に挿入されます。次に、得られたベクターを大腸菌などの宿主細胞に入れ、外来DNA断片を発現させます。細菌細胞が外来DNAを取り込むプロセスは、形質転換と呼ばれます。
2. 非細菌性形質転換– 細菌を宿主細胞として使用しません。その一例が DNA マイクロインジェクションで、外来 DNA をレシピエント細胞の核に直接注入します。バイオリスティックスは、高速の微小発射体を使用して、外来 DNA をレシピエント細胞に衝突させる方法です。
3. ファージ導入– ファージ導入では、ファージを使用して外来 DNA を宿主細胞に導入し、最終的に外来 DNA を含むファージ DNA を宿主細胞のゲノムに挿入します。
組換え DNA 技術により、目的のタンパク質の特性を操作できます。これらの側面において、組換えＤＮＡ技術および組換えタンパク質は有益である。ただし、組換え DNA 技術の使用の安全性と倫理については、いくつかの懸念があります。
