science >> Wetenschap >  >> Biologie

De productie van recombinante menselijke groeihormonen door Recombinant DNA Technology

Geproduceerd door de hypofyse, menselijk groeihormoon (HGH) is essentieel voor een goede groei bij kinderen. Sommige kinderen hebben echter aandoeningen die een verlaagd HGH-niveau veroorzaken. Als kinderen zonder behandeling gaan, worden ze volwassen als ongewoon korte volwassenen. Deze aandoening wordt behandeld door HGH toe te dienen, dat tegenwoordig wordt geproduceerd met behulp van recombinant DNA (rDNA) technologie.
Recombinant DNA

Wetenschappers gebruiken rDNA-technologie, een groep technieken die genen isoleren (specifieke stukjes DNA) , hecht ze aan andere stukjes DNA en breng het nieuw gecombineerde genetische materiaal over op een andere soort zoals bacteriën. Soms ook genetische manipulatie genoemd, is rDNA-technologie een relatief recente uitvinding uit de jaren zeventig. Insuline was het eerste eiwit dat werd geproduceerd met behulp van rDNA-methoden.
Hypofyse-klieren

HGH is een eiwit en is net als alle eiwitten gemaakt van een keten van aminozuursubeenheden. (In het geval van HGH is het eiwit ongeveer 190 aminozuren lang.) Vóór de uitvinding van rDNA-technologie kon HGH alleen moeizaam worden geproduceerd door het te isoleren uit hypofyseweefsel dat is afgenomen van menselijke kadavers.

Dit proces was inefficiënt, duur en soms onveilig. Het resulterende HGH-product bevatte bijvoorbeeld af en toe verontreinigingen uit kadaverweefsels. Zelden ontwikkelden patiënten die met HGH uit kadavers werden geïnjecteerd de ziekte Creutzfeld-Jakob, een zeer ernstige menselijke versie van gekke koeienziekte. Infectie wordt veroorzaakt door eiwitten die prionen worden genoemd. Door het elimineren van de behoefte aan menselijk weefsel, vermijdt rDNA-technologie deze en andere mogelijke besmettingsproblemen.
Isolatie

Genen zoals die voor HGH bevatten gecodeerde instructies voor eiwitproductie. In cellen wordt deze informatie eerst opnieuw gecodeerd van DNA, dat informatieopslag op lange termijn biedt, naar een messenger RNA (mRNA) -molecuul, dat specifieke instructies geeft voor de productie van HGH-eiwitten.

Wetenschappers beginnen met het nemen van hypofyse klierweefsel en het isoleren van het mRNA dat wordt gecodeerd door het HGH-gen. Vervolgens gebruikten ze het mRNA als een sjabloon om complementair DNA (cDNA) te creëren. Dit DNA bevat de gecodeerde instructies voor het maken van het HGH-eiwit.
Transfer and Production

Nadat wetenschappers het cDNA hebben gemaakt, voegen ze het toe aan een plasmide, een kleine lus van DNA uit een bacteriecel. Vervolgens voegen ze het plasmide in bacteriën in. Wanneer de bacteriën in cultuur worden gekweekt, gebruiken de cellen het overgedragen HGH-gen om HGH veel sneller en met minder inspanning en kosten te produceren en te isoleren dan mogelijk was met menselijk hypofyseweefsel. En omdat het eiwit door bacteriën wordt geproduceerd, is besmetting door componenten van kadaverweefsel niet mogelijk.