Devido às suas importantes funções, as proteínas são amplamente utilizadas para aplicações nutricionais, médicas e industriais. Nesta lição, aprenderemos como grandes quantidades de uma proteína específica são geradas.
Ao final desta lição, você saberá sobre
A tecnologia de DNA recombinante é uma maneira importante de gerar grandes quantidades de uma proteína específica. Envolve o uso de recombinação genética para reunir material genético de várias fontes e criar sequências de DNA que naturalmente não são encontradas no genoma. As proteínas produzidas com a tecnologia do DNA recombinante são as proteínas R e combinantes.
O DNA recombinante (rDNA) é uma fita de DNA que é formada pela combinação de duas ou mais sequências de DNA. A recombinação genética é um processo natural, mas quando manipulada artificialmente é chamada de tecnologia de DNA recombinante. Usando a tecnologia de rDNA, os cientistas são capazes de criar novas sequências de DNA que não existiriam naturalmente em circunstâncias normais e condições ambientais.
O DNA recombinante resultante consiste em um plasmídeo no qual os genes de uma proteína alvo são clonados. Quando o plasmídeo é introduzido em um sistema de expressão do hospedeiro, as próprias vias de síntese de proteínas do hospedeiro resultarão na expressão da proteína de escolha – a chamada proteína recombinante. Isso fornece grandes quantidades de uma determinada proteína para pesquisa, diagnóstico ou até mesmo usos terapêuticos.
O simples isolamento de proteínas de suas fontes naturais não pode atender à crescente demanda por proteínas. A tecnologia do DNA recombinante fornece um método mais eficiente para obter grandes quantidades de proteínas.
Existe uma variedade de tipos de proteínas recombinantes que podem ser usadas no desenvolvimento ou pesquisa de medicamentos. Alguns deles são – quimiocinas, interferons, fatores estimuladores de colônias e fatores de crescimento.
As proteínas recombinantes são usadas para desenvolver algumas terapêuticas atuais, por exemplo, a insulina humana. Drogas de proteína recombinante recentemente aprovadas são usadas para tratar uma ampla variedade de condições, incluindo câncer, doenças autoimunes e distúrbios genéticos.
Avanços consideráveis na tecnologia permitiram a expressão e o isolamento de proteínas recombinantes em larga escala. A quantidade de proteína necessária para aplicações em larga escala, como produção de enzimas, anticorpos ou vacinas, é consideravelmente alta. Isso requer que o sistema no qual a proteína é expressa seja fácil de cultivar e manter, crescer rapidamente e produzir grandes quantidades de proteína. Esses requisitos levaram à descoberta de sistemas de expressão de proteínas.
Os vários tipos de sistemas de expressão de proteínas são sistemas de bactérias, leveduras, insetos ou mamíferos.
A tecnologia do DNA recombinante envolve a transferência de um DNA estranho para um elemento genético auto-replicante de um organismo, o que eventualmente leva à amplificação do DNA estranho.
Atualmente, existem três métodos principais para fazer DNA recombinante:
1. Transformação – Um fragmento de DNA estranho é cortado e inserido em um vetor, geralmente um plasmídeo. Em seguida, o vetor resultante é colocado em uma célula hospedeira, como a bactéria E. coli, onde o fragmento de DNA estranho é expresso. O processo de célula bacteriana pegando DNA estranho é chamado de transformação.
2. Transformação não bacteriana – Não utiliza bactérias como célula hospedeira. Um exemplo é a microinjeção de DNA, onde um DNA estranho é injetado diretamente no núcleo da célula receptora. A biolística é um método no qual microprojéteis de alta velocidade são usados para ajudar a bombardear DNA estranho na célula receptora.
3. Introdução do fago – Na introdução do fago, um fago é usado para transferir DNA estranho para a célula hospedeira e, eventualmente, o DNA do fago contendo DNA estranho é inserido no genoma da célula hospedeira.
A tecnologia de DNA recombinante permite a manipulação das propriedades da proteína de interesse. Nesses aspectos, a tecnologia do DNA recombinante e as proteínas recombinantes são benéficas. No entanto, existem algumas preocupações sobre a segurança e ética do uso da tecnologia de DNA recombinante.
