Rekombinant proteinuttryck är tillverkning av ett protein som härrör från rekombinant DNA. Det är en vanlig teknik inom molekylärbiologi och i farmaceutisk produktion av hormonersättningar. Det rekombinanta DNA:t är en specifik del av en gen utformad för att uttrycka en enskild produkt i en värdcell, styrd av speciella kemiska faktorer så att rätt protein uttrycks i stora mängder. Många hormoner och enzymer som historiskt härrörde från animaliska källor syntetiseras nu genom rekombinant proteinuttryck, skördas sedan och raffineras från värdceller.
För att uttrycka rekombinanta proteiner måste noggrant utvalda sekvenser av DNA införas i en värds genom. Att ta delar av den genetiska koden från en organism och placera dessa i en annans cellkärnor är en form av kloning. Detta görs via infogning av en sekvens av rekombinant DNA som kodar för det önskade proteinet i kärnan, vilket initierar uttryck av genen genom att transkribera den till RNA. Rekombinanta proteiner sätts ihop när bitar av mRNA som bär information från DNA:t migrerar till ribosomerna från cellens kärna och där initierar produktionen av ett protein enligt en specifik mall.
Värdceller kommer att göra otillräckliga mängder av ett rekombinant protein om inte DNA:t introduceras med lämpliga vektorer så att rätt genetisk information kommer att uttryckas i tillräcklig mängd. Proteinexpressionsfaktorer är de molekylära signalerna som måste åtfölja rekombinant DNA när det sätts in i värdcellerna för att säkerställa att målproteinet kommer att överuttryckas. Detta är det enda sättet rekombinant proteinuttryck kan göra tillräckligt med en substans för läkemedels- eller laboratorieanvändning.
Ribosomal proteinsammansättning fullbordar inte proteinuttrycksprocessen eftersom bakterie- eller jästcellinnehållet under skörden blandas med slutprodukten. Uttryckta rekombinanta proteiner måste renas genom separation från bitarna av förstörda celldelar. Ibland märker en molekylär tagg proteinet så att det kan binda till ett metalliskt eller annat ämne och isoleras från avfallet. Olika tekniker finns, beroende på faktorer som proteinstorlek och värdcellens komplexitet.
Humant rekombinant proteinuttryck har omfattande kommersiella och medicinska tillämpningar. Många hormoner, antikroppar och enzymer extraherades tidigare från djur- eller kadavervävnad men produceras nu syntetiskt med hjälp av rekombinant DNA-teknik. Två särskilt viktiga exempel är humant tillväxthormon och insulin. Många hormonersättningsterapier är beroende av syntetiska proteiner, liksom olika analyser som används av molekylär- och cellbiologer i deras laboratorier. I många fall används bakterier som värdceller för enkla produkter, medan mer komplext rekombinant proteinuttryck, särskilt av gener från djur, kan göras i svampar och jästsvampar.