Ekspresi protein rekombinan adalah pembuatan protein yang berasal dari DNA rekombinan. Ini adalah teknik umum dalam biologi molekuler dan dalam produksi farmasi pengganti hormon. DNA rekombinan adalah bagian spesifik dari gen yang dirancang untuk mengekspresikan produk tunggal dalam sel inang, dipandu oleh faktor kimia khusus sehingga protein yang tepat diekspresikan dalam jumlah besar. Banyak hormon dan enzim yang secara historis berasal dari sumber hewani sekarang disintesis oleh ekspresi protein rekombinan, kemudian dipanen dan disempurnakan dari sel inang.
Untuk mengekspresikan protein rekombinan, urutan DNA yang dipilih dengan cermat harus dimasukkan ke dalam genom inang. Mengambil bagian dari kode genetik dari satu organisme dan menempatkan ini ke dalam inti sel yang lain adalah bentuk kloning. Hal ini dilakukan melalui penyisipan urutan DNA rekombinan yang mengkode protein yang diinginkan ke dalam nukleus, yang memulai ekspresi gen dengan menyalinnya menjadi RNA. Protein rekombinan dirakit ketika potongan mRNA yang membawa informasi dari DNA bermigrasi ke ribosom dari inti sel, dan di sana memulai produksi protein sesuai dengan templat tertentu.
Sel inang akan membuat protein rekombinan dalam jumlah yang tidak mencukupi kecuali DNA diperkenalkan dengan vektor yang sesuai sehingga informasi genetik yang tepat akan diekspresikan dalam jumlah yang cukup. Faktor ekspresi protein adalah sinyal molekuler yang harus menyertai DNA rekombinan ketika dimasukkan ke dalam sel inang untuk memastikan bahwa protein target akan diekspresikan secara berlebihan. Ini adalah satu-satunya cara ekspresi protein rekombinan dapat membuat cukup zat untuk penggunaan farmasi atau laboratorium.
Perakitan protein ribosom tidak menyelesaikan proses ekspresi protein karena selama pemanenan kandungan sel bakteri atau ragi bercampur dengan produk akhir. Protein rekombinan yang diekspresikan harus dimurnikan dengan pemisahan dari bagian-bagian sel yang dihancurkan. Terkadang label molekuler memberi label pada protein sehingga dapat mengikat logam atau zat lain dan diisolasi dari limbah. Ada teknik yang berbeda, tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran protein dan kompleksitas sel inang.
Ekspresi protein rekombinan manusia memiliki aplikasi komersial dan medis yang luas. Banyak hormon, antibodi, dan enzim yang sebelumnya diekstraksi dari jaringan hewan atau mayat tetapi sekarang diproduksi secara sintetis menggunakan teknologi DNA rekombinan. Dua contoh yang sangat penting adalah hormon pertumbuhan manusia dan insulin. Banyak terapi penggantian hormon bergantung pada protein sintetis, seperti halnya berbagai tes yang digunakan oleh ahli biologi molekuler dan seluler di laboratorium mereka. Dalam banyak kasus, bakteri digunakan sebagai sel inang untuk produk sederhana, sementara ekspresi protein rekombinan yang lebih kompleks, terutama gen dari hewan, dapat dilakukan pada jamur dan ragi.