Η παραγωγή ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης είναι η έκφραση πρωτεϊνών που έχουν παραχθεί με τεχνικές ανασυνδυασμένου DNA. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει σε αυτές τις ουσίες να παρασκευάζονται σε μεγάλες ποσότητες. Τέτοια μαζική παραγωγή γίνεται τόσο για εργαστηριακή μελέτη όσο και για βιομηχανική παραγωγή.
Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή ανθρώπινης αυξητικής ορμόνης και ινσουλίνης. Η λήψη ανθρώπινης αυξητικής ορμόνης μέσω της παραγωγής ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης είναι μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με τη λήψη της από πτώματα, επειδή η παρουσία πρωτεϊνών που λαμβάνονταν από πτώματα είχε περιστασιακά ως αποτέλεσμα τη μετάδοση ασθενειών. Η παραγωγή ινσουλίνης με αυτόν τον τρόπο είναι επίσης ευεργετική επειδή έχει επιτρέψει την παραγωγή παραλλαγών ινσουλίνης που έχουν διαφορετικές φαρμακολογικές δράσεις στον οργανισμό.
Οι πρωτεΐνες είναι αλυσίδες αμινοξέων, που κωδικοποιούνται από το DNA. Τα γονίδια που κωδικοποιούν αυτές τις πρωτεΐνες τοποθετούνται σε ειδικούς φορείς ή μονάδες DNA. Επιλέγονται φορείς που θα παράγουν μεγάλες ποσότητες της επιθυμητής πρωτεΐνης. Αυτό είναι γνωστό ως υπερέκφραση.
Η υπερέκφραση γίνεται σε ειδικά κύτταρα-ξενιστές. Μερικές φορές οι ξενιστές είναι βακτήρια ή μαγιά. Σε περιπτώσεις όπου οι πρωτεΐνες προέρχονται από θηλαστικά, οι ξενιστές είναι συχνά κυτταρικές σειρές εντόμων ή θηλαστικών. Ένας μεγάλος αριθμός κιτ διατίθεται στο εμπόριο για τη διευκόλυνση τόσο της κλωνοποίησης του γονιδίου όσο και της επακόλουθης παραγωγής ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης.
Αυτά τα κιτ έχουν ειδικούς φορείς που ονομάζονται φορείς έκφρασης που έχουν έναν ειδικό προαγωγέα για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων πρωτεΐνης. Ένας προαγωγέας είναι το τμήμα του DNA που οδηγεί την παραγωγή της γονιδιακής αλληλουχίας που το ακολουθεί. Συχνά, αυτοί οι φορείς έκφρασης μπορούν να απενεργοποιηθούν και είναι επαγώγιμοι. Ειδικά με βακτηριακούς ξενιστές, η παραγωγή πάρα πολλών πρωτεϊνών ταυτόχρονα μπορεί να είναι τοξική, αναστέλλοντας την ανάπτυξη των βακτηρίων.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι πρόκλησης έκφρασης. Και στα δύο, τα βακτήρια αναπτύσσονται σε μια ορισμένη πυκνότητα. Στη συνέχεια, είτε προστίθεται μια ένωση για επαγωγή, είτε η θερμοκρασία μετατοπίζεται σε μια στην οποία ο προαγωγέας είναι ενεργός.
Για να διευκολυνθεί ο καθαρισμός των πρωτεϊνών από βακτήρια, η κλωνοποίηση γίνεται συχνά έτσι ώστε να υπάρχει μια ετικέτα στην πρωτεΐνη που θα δεσμεύεται σε μια μήτρα. Αυτό διαχωρίζει την πρωτεΐνη από τα κυτταρικά υπολείμματα. Για παράδειγμα, μια ετικέτα μορίων ιστιδίνης στην πρωτεΐνη θα συνδεθεί σε μια στήλη νικελίου. Μόλις δεσμευτεί η πρωτεΐνη, η ετικέτα αποκόπτεται, αφήνοντας καθαρή πρωτεΐνη που μπορεί στη συνέχεια να εκλουσθεί από τη στήλη. Μπορεί να χρειαστούν χρόνια για να καθαριστεί μια πρωτεΐνη χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους.
Ένας επιπλέον παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι εάν η πρωτεΐνη χρειάζεται τροποποίηση μετά την αρχική της παραγωγή. Αυτό συμβαίνει συχνά με τις πρωτεΐνες των θηλαστικών. Τα βακτήρια συχνά δεν τροποποιούν σωστά τέτοιες πρωτεΐνες, επομένως η υπερέκφραση αυτών των πιο προηγμένων πρωτεϊνών πραγματοποιείται συχνά σε κύτταρα εντόμων ή θηλαστικών. Ορισμένες εταιρείες βιοτεχνολογίας ειδικεύονται στην παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών.