Le proteine sono il cavallo di battaglia nei sistemi biologici che facilitano la maggior parte dei processi biologici in una cellula, compresa l'espressione genica, la crescita cellulare, la proliferazione, l'assorbimento dei nutrienti, la comunicazione intercellulare e l'apoptosi. La stampa blu per la sintesi proteica è memorizzata nel DNA, che funge da modello per processi trascrizionali altamente regolati per produrre RNA messaggero (mRNA). Il messaggio codificato dall'mRNA viene quindi tradotto in sequenze definite di amminoacidi che formano una proteina. Le proteine sono sintetizzate in un processo simile in due fasi in tutti gli organismi: il DNA viene prima trascritto in RNA, quindi l'RNA viene tradotto in proteine.
Cosa sono le proteine ricombinanti?
Le proteine ricombinanti sono proteine codificate dal DNA ricombinante che è stato clonato in un vettore di espressione che supporta l'espressione del gene e la traduzione dell'RNA messaggero. La modifica del gene mediante la tecnologia del DNA ricombinante può portare all'espressione di una proteina mutante. La proteina ricombinante è una forma manipolata di proteina nativa, che viene generata in vari modi per aumentare la produzione di proteine, modificare le sequenze geniche e fabbricare prodotti commerciali utili.
La produzione di proteine ricombinanti inizia a livello genetico, dove la sequenza codificante per la proteina di interesse viene prima isolata e clonata in un vettore plasmidico di espressione. La maggior parte delle proteine ricombinanti per uso terapeutico provengono dall'uomo, ma sono espresse in microrganismi come batteri, lieviti o cellule animali in coltura. I geni umani sono molto complessi, spesso contengono sequenze di DNA non codificanti note come introni. Pertanto, una versione del gene priva di introni viene spesso prodotta convertendo l'mRNA in cDNA. Poiché il cDNA è privo di regioni regolatorie, i vettori di espressione forniscono sequenze promotore, sito di legame del ribosoma e terminatore. La produzione di proteine ricombinanti per scopi di ricerca è principalmente guidata dall'economicità, dalla semplicità e dalla velocità del processo in combinazione con rese adeguate del prodotto. Le proteine co-espresse nei batteri non avrebbero modifiche post-traduzionali, ad es. fosforilazione o glicosilazione; per questo sono necessari sistemi di espressione eucariotici.
Molte proteine ricombinanti richiedono modifiche proteiche, come la glicosilazione, che sono disponibili solo nelle cellule eucariotiche. Lieviti, cellule di insetti e sistemi di colture cellulari di mammiferi offrono tali modifiche post-traduzione. Nell'ultimo decennio, secondo quanto riferito, sono stati sviluppati protocolli di trasfezione transitoria efficienti. Le linee cellulari derivate da HEK293 sono impiegate per la produzione transitoria di proteine. Attualmente, la maggior parte delle proteine terapeutiche ricombinanti sono prodotte nelle cellule di mammifero perché le cellule di mammifero sono in grado di produrre proteine di alta qualità simili a quelle presenti in natura. Inoltre, molte proteine terapeutiche ricombinanti approvate vengono generate in E.coli grazie alla sua genetica ben caratterizzata, alla rapida crescita e alla produzione ad alto rendimento.
Le proteine ricombinanti sono strumenti utili per comprendere le interazioni proteina-proteina. Le interazioni proteiche sono fondamentalmente caratterizzate come stabili o transitorie e svolgono un ruolo importante nei processi cellulari. Recentemente, sono diventati popolari i microarray RP per esaminare le interazioni proteina-proteina. Per questo approccio, i ricercatori seminano un vetrino con numerose proteine immobilizzate, che poi trattano con una varietà di molecole per esaminare come i due agenti interagiscono tra loro. Utilizzando questo sistema, gli scienziati hanno studiato le interazioni delle proteine con altre proteine o peptidi, enzimi, piccole molecole, lipidi e acidi nucleici. Ciò consente prestazioni molto più elevate quando si tratta di studiare le interazioni proteina-proteina.
Le proteine ricombinanti hanno dimostrato prestazioni in diverse tecniche di laboratorio, come ELISA, western blot e immunoistochimica (IHC). Le proteine ricombinanti vengono utilizzate per sviluppare saggi enzimatici. Se utilizzate in combinazione con una coppia di anticorpi abbinati, le proteine ricombinanti possono essere utilizzate come standard in ELISA e come controlli positivi in western blot e IHC. Le proteine ricombinanti servono come strumenti preziosi per studiare la risposta cellulare allo stress e alle situazioni di malattia. Le proteine ei peptidi ricombinanti somministrati a modelli animali di malattia aiutano i ricercatori a identificare nuovi potenziali candidati terapeutici.
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gentaur.it
