Le proteine sono degli elementi fondamentali nei processi biologici di una cellula. Grazie alle proteine è possibile ottenere l’espressione genica, la crescita cellulare, proliferazione e assorbimento dei nutrienti.
La sintesi proteica è memorizzata all’interno del DNA che viene prima trascritto in RNA e poi successivamente tradotto in proteine.
Cosa sono le proteine ricombinanti e quali sono le differenze rispetto alle proteine tradizionali? Vediamo nel dettaglio tutte le caratteristiche.
Cosa sono le proteine ricombinanti?
Le proteine ricombinanti sono proteine codificate dal DNA ricombinante. Si tratta di un DNA clonato in un vettore di espressione e che supporta allo stesso tempo l’espressione del gene e la traduzione dell’RNA messaggero. Modificando il gene attraverso il DNA ricombinante si ottiene una proteina mutante, la proteina ricombinante appunto.
Quest’ultima è formata da una proteina nativa che viene generata e che si occupa di aumentare la produzione di proteine stesse.
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Come sono fatte le proteine ricombinanti?
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 stragrande maggioranza delle proteine di questo tipo che vengono utilizzate per uso terapeutico provengono dall’uomo. Sono espresse in termini di microrganismi come batteri, lieviti oppure cellule animali. Inoltre, i geni umani sono molto complessi perché contengono sequenza di DNA non codificate chiamate introni. Quindi, la produzione di geni senza introni viene ottenuta attraverso la conversione di mRNA in cDNA che è privo di regioni regolatorie.
Produrre proteine ricombinanti per fini di ricerca è conveniente perché è molto economico, semplice e veloce. Le rese del prodotto sono adeguate.
E’ importante ricordare che la maggior parte delle proteine ricombinanti richiedono delle modifiche proteiche. Una di queste è la glicosilazione, disponibile solamente nelle cellule eucariotiche.
Invece, altre tipologie di cellule come quelle di insetti oppure sistemi di colture cellulari di mammiferi, consentono di avere questo tipo di modifiche post-traduzione.
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 destinazioni di utilizzo delle proteine ricombinanti sono numerose. Ad esempio, possono essere sfruttate in termini di produzione alimentare, agricoltura oppure anche nella bioingegneria.
Per esempio, sono dedicate anche al settore dell’allevamento. Ciò accade perché gli enzimi possono essere aggiunti ai mangimi per garantire una migliore salute dell’intestino degli animali, migliorare le loro prestazioni oppure l’ambiente circostante.
Un ultimo aspetto è che i LAB (batteri dell’acido lattico) sono stati adoperati per garantire la produzione di alimenti fermentati. I batteri dell’acido lattico sono stati progettati anche per la realizzazione di proteine ricombinanti. Queste potranno avere diversi ambiti di applicazione sia in termini di miglioramento della digestione e sia della nutrizione animale e umana.
