Η έκφραση ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης είναι η παρασκευή μιας πρωτεΐνης που προέρχεται από ανασυνδυασμένο DNA. Είναι μια κοινή τεχνική στη μοριακή βιολογία και στη φαρμακευτική παραγωγή ορμονικών υποκατάστατων. Το ανασυνδυασμένο DNA είναι ένα συγκεκριμένο τμήμα ενός γονιδίου που έχει σχεδιαστεί για να εκφράζει ένα μόνο προϊόν μέσα σε ένα κύτταρο ξενιστή, καθοδηγούμενο από ειδικούς χημικούς παράγοντες έτσι ώστε η σωστή πρωτεΐνη να εκφράζεται σε μεγάλες ποσότητες. Πολλές ορμόνες και ένζυμα που προέρχονταν ιστορικά από ζωικές πηγές συντίθενται τώρα με έκφραση ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης, στη συνέχεια συλλέγονται και εξευγενίζονται από κύτταρα ξενιστές.
Για να εκφραστούν ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες, προσεκτικά επιλεγμένες αλληλουχίες DNA πρέπει να εισαχθούν στο γονιδίωμα του ξενιστή. Η λήψη τμημάτων του γενετικού κώδικα από έναν οργανισμό και η τοποθέτησή τους στους κυτταρικούς πυρήνες ενός άλλου είναι μια μορφή κλωνοποίησης. Αυτό γίνεται μέσω της εισαγωγής μιας αλληλουχίας ανασυνδυασμένου DNA που κωδικοποιεί την επιθυμητή πρωτεΐνη στον πυρήνα, ο οποίος ξεκινά την έκφραση του γονιδίου μεταγράφοντας το σε RNA. Οι ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες συναρμολογούνται όταν κομμάτια mRNA που φέρουν πληροφορίες από το DNA μεταναστεύουν στα ριβοσώματα από τον πυρήνα του κυττάρου και εκεί ξεκινούν την παραγωγή μιας πρωτεΐνης σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο πρότυπο.
Τα κύτταρα-ξενιστές θα παράγουν ανεπαρκείς ποσότητες μιας ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης εκτός εάν το DNA εισαχθεί με κατάλληλους φορείς, έτσι ώστε οι σωστές γενετικές πληροφορίες να εκφράζονται σε επαρκή ποσότητα. Οι παράγοντες έκφρασης πρωτεΐνης είναι τα μοριακά σήματα που πρέπει να συνοδεύουν το ανασυνδυασμένο DNA όταν εισάγεται στα κύτταρα ξενιστές για να διασφαλιστεί ότι η πρωτεΐνη στόχος θα υπερεκφραστεί. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο η έκφραση της ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης μπορεί να παράγει αρκετή ουσία για φαρμακευτική ή εργαστηριακή χρήση.
Το συγκρότημα ριβοσωμικών πρωτεϊνών δεν ολοκληρώνει τη διαδικασία έκφρασης πρωτεΐνης επειδή κατά τη συλλογή τα περιεχόμενα των βακτηριακών κυττάρων ή των κυττάρων ζυμομύκητα αναμιγνύονται με το τελικό προϊόν. Οι εκφρασμένες ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες πρέπει να καθαρίζονται με διαχωρισμό από τα κομμάτια των κατεστραμμένων κυτταρικών μερών. Μερικές φορές μια μοριακή ετικέτα επισημαίνει την πρωτεΐνη έτσι ώστε να μπορεί να συνδεθεί με μια μεταλλική ή άλλη ουσία και να απομονωθεί από τα απόβλητα. Υπάρχουν διαφορετικές τεχνικές, ανάλογα με παράγοντες όπως το μέγεθος της πρωτεΐνης και η πολυπλοκότητα του κυττάρου ξενιστή.
Η έκφραση ανθρώπινης ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης έχει εκτεταμένες εμπορικές και ιατρικές εφαρμογές. Πολλές ορμόνες, αντισώματα και ένζυμα είχαν προηγουμένως εκχυλιστεί από ζωικό ή πτωματικό ιστό, αλλά τώρα παράγονται συνθετικά χρησιμοποιώντας τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA. Δύο ιδιαίτερα σημαντικά παραδείγματα είναι η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη και η ινσουλίνη. Πολλές θεραπείες ορμονικής υποκατάστασης βασίζονται σε συνθετικές πρωτεΐνες, όπως και διάφορες αναλύσεις που χρησιμοποιούνται από μοριακούς και κυτταρικούς βιολόγους στα εργαστήριά τους. Σε πολλές περιπτώσεις, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται ως κύτταρα ξενιστές για απλά προϊόντα, ενώ πιο πολύπλοκη έκφραση ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης, ειδικά γονιδίων από ζώα, μπορεί να γίνει σε μύκητες και ζυμομύκητες.