Expresia proteinei recombinante este fabricarea unei proteine derivate din ADN recombinant. Este o tehnică comună în biologia moleculară și în producția farmaceutică de substituții hormonale. ADN-ul recombinant este o porțiune specifică a unei gene concepută pentru a exprima un singur produs într-o celulă gazdă, ghidată de factori chimici speciali, astfel încât proteina potrivită să fie exprimată în cantități mari. Mulți hormoni și enzime care au fost derivate din surse animale sunt acum sintetizați prin exprimarea proteinelor recombinante, apoi recoltați și rafinați din celulele gazdă.
Pentru a exprima proteinele recombinante, secvențele de ADN atent selectate trebuie introduse în genomul unei gazde. Preluarea unor părți din codul genetic de la un organism și plasarea acestora în nucleele celulare ale altuia este o formă de clonare. Acest lucru se realizează prin inserarea unei secvențe de ADN recombinant care codifică proteina dorită în nucleu, care inițiază expresia genei prin transcrierea acesteia în ARN. Proteinele recombinante sunt asamblate atunci când bucăți de ARNm care transportă informații din ADN migrează către ribozomi din nucleul celulei și acolo inițiază producerea unei proteine conform unui model specific.
Celulele gazdă vor produce cantități insuficiente dintr-o proteină recombinată, cu excepția cazului în care ADN-ul este introdus cu vectori corespunzători, astfel încât informația genetică corectă să fie exprimată în cantitate suficientă. Factorii de exprimare a proteinei sunt semnalele moleculare care trebuie să însoțească ADN-ul recombinant atunci când este inserat în celulele gazdă pentru a se asigura că proteina țintă va fi supra-exprimată. Acesta este singurul mod în care expresia proteinei recombinante poate produce suficientă substanță pentru uz farmaceutic sau de laborator.
Asamblarea proteinelor ribozomale nu completează procesul de exprimare a proteinei, deoarece în timpul recoltării conținutul de celule bacteriene sau de drojdie se amestecă cu produsul final. Proteinele recombinante exprimate trebuie purificate prin separare de bucățile de părți ale celulelor distruse. Uneori, o etichetă moleculară etichetează proteina astfel încât să se poată lega de o substanță metalică sau de altă natură și să fie izolată de deșeuri. Există tehnici diferite, în funcție de factori precum dimensiunea proteinei și complexitatea celulei gazdă.
Expresia proteinei recombinate umane are aplicații comerciale și medicale extinse. Mulți hormoni, anticorpi și enzime au fost extrași anterior din țesutul animal sau cadavru, dar acum sunt produși sintetic folosind tehnologia ADN-ului recombinant. Două exemple deosebit de importante sunt hormonul uman de creștere și insulina. Multe terapii de substituție hormonală se bazează pe proteine sintetice, la fel ca diverse teste utilizate de biologii moleculari și celulari în laboratoarele lor. În multe cazuri, bacteriile sunt folosite ca celule gazdă pentru produse simple, în timp ce expresia proteinelor recombinate mai complexe, în special a genelor de la animale, se poate face în ciuperci și drojdii.