Do các chức năng quan trọng của chúng, protein được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dinh dưỡng, y tế và công nghiệp. Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cách tạo ra một lượng lớn protein cụ thể.
Đến cuối bài học này, bạn sẽ biết về
Công nghệ DNA tái tổ hợp là một cách quan trọng để tạo ra một lượng lớn protein cụ thể. Nó liên quan đến việc sử dụng tái tổ hợp di truyền để tập hợp vật liệu di truyền từ nhiều nguồn và tạo ra các chuỗi DNA tự nhiên không có trong bộ gen. Protein được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp là Protein tổ hợp R e .
DNA tái tổ hợp (rDNA) là một sợi DNA được hình thành do sự kết hợp của hai hoặc nhiều chuỗi DNA. Tái tổ hợp di truyền là một quá trình xảy ra tự nhiên, nhưng khi nó được thao tác nhân tạo thì nó được gọi là công nghệ DNA tái tổ hợp. Sử dụng công nghệ rDNA, các nhà khoa học có thể tạo ra các chuỗi DNA mới không tồn tại tự nhiên trong các trường hợp và điều kiện môi trường bình thường.
DNA tái tổ hợp thu được bao gồm một plasmid trong đó các gen của protein đích được nhân bản. Khi plasmid được đưa vào hệ thống biểu hiện của vật chủ, các con đường tổng hợp protein của chính vật chủ sau đó sẽ dẫn đến sự biểu hiện của protein lựa chọn - cái gọi là protein tái tổ hợp. Điều này cung cấp một lượng lớn protein nhất định cho các mục đích nghiên cứu, chẩn đoán hoặc thậm chí là điều trị.
Chỉ đơn giản là phân lập protein từ các nguồn tự nhiên của chúng không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về protein. Công nghệ DNA tái tổ hợp cung cấp một phương pháp hiệu quả hơn để thu được một lượng lớn protein.
Có một loạt các loại protein tái tổ hợp có thể được sử dụng trong nghiên cứu hoặc phát triển thuốc. Một số trong số này là - chemokine, interferon, các yếu tố kích thích khuẩn lạc và các yếu tố tăng trưởng.
Các protein tái tổ hợp được sử dụng để phát triển một số phương pháp điều trị hiện nay, ví dụ như insulin người. Các loại thuốc protein tái tổ hợp đã được phê duyệt gần đây được sử dụng để điều trị nhiều loại bệnh bao gồm ung thư, bệnh tự miễn dịch và rối loạn di truyền.
Những tiến bộ đáng kể trong công nghệ đã cho phép biểu hiện và phân lập các protein tái tổ hợp trên quy mô lớn. Lượng protein cần thiết cho các ứng dụng quy mô lớn như sản xuất enzyme, kháng thể hoặc vắc xin là cao đáng kể. Điều này đòi hỏi hệ thống mà protein được biểu hiện phải dễ nuôi cấy và duy trì, phát triển nhanh chóng và tạo ra một lượng lớn protein. Những yêu cầu này đã dẫn đến việc phát hiện ra các hệ thống biểu hiện protein.
Các loại hệ thống biểu hiện protein khác nhau là hệ thống vi khuẩn, nấm men, côn trùng hoặc động vật có vú.
Công nghệ DNA tái tổ hợp liên quan đến việc chuyển một DNA ngoại lai vào một yếu tố di truyền tự sao chép của một sinh vật, cuối cùng dẫn đến sự khuếch đại DNA ngoại lai.
Hiện nay, có ba phương pháp chính để tạo ra DNA tái tổ hợp:
1. Biến nạp - Một đoạn DNA ngoại lai được cắt và chèn vào vector, thường là plasmid. Tiếp theo, vector kết quả được đưa vào tế bào chủ, chẳng hạn như vi khuẩn E.coli, nơi mà đoạn DNA ngoại lai được biểu hiện. Quá trình tế bào vi khuẩn tiếp nhận DNA ngoại lai được gọi là quá trình biến nạp.
2. Biến nạp không vi khuẩn - Nó không sử dụng vi khuẩn làm tế bào chủ. Một ví dụ là vi tiêm DNA, trong đó DNA ngoại lai được tiêm trực tiếp vào nhân của tế bào nhận. Biolistics là một phương pháp trong đó các vi đạn tốc độ cao được sử dụng để giúp bắn phá DNA ngoại lai vào tế bào nhận.
3. Giới thiệu phage - Trong quá trình giới thiệu phage, một phage được sử dụng để chuyển DNA ngoại lai vào tế bào chủ, và cuối cùng DNA của phage chứa DNA ngoại lai được đưa vào bộ gen của tế bào chủ.
Công nghệ DNA tái tổ hợp cho phép thao tác các đặc tính của protein quan tâm. Về những khía cạnh này, công nghệ DNA tái tổ hợp và các protein tái tổ hợp đều có lợi. Tuy nhiên, có một số lo ngại về tính an toàn và đạo đức của việc sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp.
