Благодаря своим важным функциям белки широко используются в пищевых, медицинских и промышленных целях. В этом уроке мы узнаем, как вырабатывается большое количество определенного белка.
К концу этого урока вы узнаете о
Технология рекомбинантной ДНК - важный способ получения большого количества определенного белка. Он включает использование генетической рекомбинации для объединения генетического материала из нескольких источников и создания последовательностей ДНК, которые естественным образом не встречаются в геноме. Белки, полученные с помощью технологии рекомбинантной ДНК, представляют собой комбинационные белки R e.
Рекомбинантная ДНК (рДНК) - это цепь ДНК, образованная комбинацией двух или более последовательностей ДНК. Генетическая рекомбинация - это естественный процесс, но когда им управляют искусственно, он называется технологией рекомбинантной ДНК. Используя технологию рДНК, ученые могут создавать новые последовательности ДНК, которые не существовали бы в естественных условиях при нормальных обстоятельствах и условиях окружающей среды.
Полученная рекомбинантная ДНК состоит из плазмиды, в которой клонированы гены целевого белка. Когда плазмида вводится в систему экспрессии хозяина, собственные пути синтеза протеина хозяина приводят к экспрессии выбранного протеина - так называемого рекомбинантного протеина. Это обеспечивает большие количества данного белка для исследовательских, диагностических или даже терапевтических целей.
Простое выделение белков из их естественных источников не может удовлетворить растущий спрос на белки. Технология рекомбинантной ДНК обеспечивает более эффективный метод получения большого количества белков.
Существует ряд типов рекомбинантных белков, которые можно использовать при разработке лекарств или исследованиях. Некоторые из них - хемокины, интерфероны, колониестимулирующие факторы и факторы роста.
Рекомбинантные белки используются для разработки некоторых современных терапевтических средств, например человеческого инсулина. Недавно одобренные рекомбинантные белковые препараты используются для лечения широкого спектра состояний, включая рак, аутоиммунные заболевания и генетические нарушения.
Значительные достижения в области технологий сделали возможным массовую экспрессию и выделение рекомбинантных белков. Количество белка, необходимого для крупномасштабных применений, таких как производство ферментов, антител или вакцины, значительно велико. Для этого необходимо, чтобы система, в которой экспрессируется белок, легко культивировалась и поддерживалась, быстро росла и вырабатывала большое количество белка. Эти требования привели к открытию систем экспрессии белков.
Различные типы систем экспрессии белков представляют собой системы бактерий, дрожжей, насекомых или млекопитающих.
Технология рекомбинантной ДНК включает перенос чужеродной ДНК в самовоспроизводящийся генетический элемент организма, что в конечном итоге приводит к амплификации чужеродной ДНК.
В настоящее время существует три основных метода получения рекомбинантной ДНК:
1. Трансформация - фрагмент чужеродной ДНК вырезается и вставляется в вектор, обычно плазмиду. Затем полученный вектор помещается в клетку-хозяин, такую как бактерия E.coli, где экспрессируется чужеродный фрагмент ДНК. Процесс поглощения чужеродной ДНК бактериальной клеткой называется трансформацией.
2. Небактериальная трансформация - бактерии не используются в качестве клетки-хозяина. Одним из примеров является микроинъекция ДНК, где чужеродная ДНК вводится непосредственно в ядро клетки-реципиента. Биолистика - это метод, в котором используются высокоскоростные микрочастицы, чтобы помочь бомбардировать чужеродную ДНК в клетку-реципиент.
3. Введение фага. При введении фага фаг используется для переноса чужеродной ДНК в клетку-хозяина, и в конечном итоге ДНК фага, содержащая чужеродную ДНК, вставляется в геном клетки-хозяина.
Технология рекомбинантной ДНК позволяет изменять свойства интересующего белка. В этих аспектах полезны технология рекомбинантной ДНК и рекомбинантные белки. Однако есть некоторые опасения по поводу безопасности и этичности использования технологии рекомбинантной ДНК.
