Vector de expresión
El vector se utiliza para introducir un gen específico en una célula diana, y puede comandar el mecanismo de la célula para la síntesis de proteínas para producir la proteína codificada por el gen.
El vector está diseñado para contener secuencias reguladoras que actúan como regiones potenciadoras y promotoras y conducen a la transcripción eficiente del gen portado en el vector de expresión.
El proceso de clonación se realiza normalmente en Escherichia coli.
Se pueden utilizar diferentes organismos para expresar la proteína objetivo de un gen, por lo que el vector de expresión utilizado tendrá elementos específicos para su uso en el organismo concreto.
El organismo más utilizado para la producción de proteínas es la bacteria Escherichia coli.
Sin embargo, no todas las proteínas pueden expresarse con éxito en E. coli, o expresarse con la forma correcta de modificaciones postraduccionales, como las glucosilaciones, y por lo tanto pueden utilizarse otros sistemas.
Estas proteínas insolubles requerirán un nuevo plegado, lo que puede ser un proceso complicado y no necesariamente producir un alto rendimiento.
[6] Las proteínas que tienen enlaces disulfuro a menudo no pueden plegarse correctamente debido al entorno reductor del citoplasma, que impide la formación de dichos enlaces, y una posible solución es dirigir la proteína al espacio periplásmico mediante el uso de una secuencia señal N-terminal.
[7] También se están desarrollando otros sistemas más sofisticados, que podrían permitir la expresión de proteínas que antes se consideraban imposibles en E. coli, como las proteínas glicosiladas.
[19][20] Una levadura comúnmente utilizada para la producción de proteínas es Pichia pastoris.
[26][27] El vector lanzadera se llama bacmid, y la expresión del gen está bajo el control de un fuerte promotor pPolh.
[28] El baculovirus también se ha utilizado con líneas celulares de mamíferos en el sistema BacMam.
[31] Se pueden utilizar virus vegetales como vectores, ya que el método de Agrobacterium no funciona para todas las plantas.
La expresión en la planta utilizando vectores vegetales suele ser constitutiva,[33] y un promotor constitutivo comúnmente utilizado en los vectores de expresión vegetal es el promotor 35S del virus del mosaico de la coliflor (CaMV).
Resulta especialmente útil para producir proteínas asociadas a la membrana que requieren chaperonas para su correcto plegado y estabilidad y que contienen numerosas modificaciones postraduccionales.
El inconveniente, sin embargo, es el bajo rendimiento del producto en comparación con los vectores procariotas, así como la naturaleza costosa de las técnicas implicadas.
La mayoría de las proteínas se producen en E. coli, pero para las proteínas glicosiladas y las que tienen enlaces disulfuro pueden utilizarse sistemas de levadura, baculovirus y mamíferos.
[42] La primera proteína humana recombinante utilizada para el tratamiento de enfermedades, la insulina, se introdujo en 1982.
También reduce los riesgos de contaminantes, como los virus del huésped, las toxinas y los priones.
En los últimos años, los vectores de expresión se han utilizado para introducir genes específicos en plantas y animales con el fin de producir organismos transgénicos, por ejemplo en la agricultura se utiliza para producir plantas transgénicas.
También se han producido animales transgénicos para estudiar procesos bioquímicos animales y enfermedades humanas, o se han utilizado para producir productos farmacéuticos y otras proteínas.
El tratamiento sigue siendo una opción arriesgada debido a que el vector viral utilizado puede causar efectos nocivos, por ejemplo, dar lugar a una mutación de inserción que puede provocar cáncer.
