Produktionen af ​​rekombinante humane væksthormoner ved rekombinant DNA-teknologi

Produceret af hypofysen, er humant væksthormon (HGH) afgørende for en passende vækst i børn. Nogle børn har dog lidelser, der forårsager nedsat HGH niveau. Hvis børnene går uden behandling, modnes de som usædvanligt korte voksne. Denne tilstand behandles ved at administrere HGH, som i dag produceres ved hjælp af rekombinant DNA (rDNA) teknologi.

Rekombinant DNA

Forskere bruger rDNA teknologi, en gruppe af teknikker, der isolerer gener (specifikke stykker af DNA), fastgør dem til andre stykker DNA og overfør det nyligt kombinerede genetiske materiale til en anden art som bakterier. Nogle gange kaldet genteknologi er rDNA teknologi en relativt ny opfindelse, der daterer til 1970'erne. Insulin var det første protein, der blev produceret ved hjælp af rDNA-metoder.

Hypofyser

HGH er et protein, og som alle proteiner er det fremstillet af en kæde af aminosyreunderenheder. (I tilfælde af HGH er proteinet ca. 190 aminosyrer langt.) Før opfindelsen af ​​rDNA-teknologi kunne HGH kun produceres mødt ved at isolere det fra hypofysenvæv taget fra menneskelige kadavere.

Denne proces var ineffektivt, dyrt og undertiden usikkert. For eksempel indeholdt det resulterende HGH-produkt lejlighedsvis forureninger fra kadavervæv. Sjældent udviklede patienter injiceret med HGH fra cadavers Creutzfeld-Jakob sygdom, en meget alvorlig menneskelig version af gale ko sygdom. Infektion er forårsaget af proteiner kaldet prioner. Ved at eliminere behovet for humant væv undgår rDNA teknologi disse og andre potentielle forureningsproblemer.

Isolation

Gen som den til HGH indeholder kodede instruktioner til proteinproduktion. Indenfor celler, er denne information først omkodet fra DNA, som giver langsigtet informationslagring til et messenger RNA (mRNA) molekyle, som giver specifikke instruktioner til HGH proteinproduktion.

Forskere begynder at tage hypofyse kirtlenvæv og isolerer mRNA kodet af HGH genet. Derefter anvendte de mRNA som en skabelon for at skabe komplementært DNA (cDNA). Dette DNA indeholder de kodede instruktioner til fremstilling af HGH-proteinet.

Overførsel og produktion

Når forskere opretter cDNA'et, tilføjer de det til et plasmid, en lille sløjfe DNA, der er taget fra en bakteriel celle . Derefter indsætter de plasmidet i bakterier. Når bakterierne dyrkes i kultur, bruger cellerne det overførte HGH-gen til at producere og isolere HGH meget hurtigere og med mindre indsats og udgift end det var muligt med humant hypofysevæv. Og fordi proteinet produceres af bakterier, er det ikke muligt at forurene bestanddele af kadavervæv.