Produción de proteínas

:*Este artigo trata sobre o proceso biotecnolóxico. Para a produción natural de proteínas nas células véxase: Expresión xénica, Biosíntese de proteínas e Tradución (proteínas)*

[miniatura|O [dogma central da bioloxía molecular mostrando a transcrición de ADN a ARN e tradución deste a proteínas nun segundo paso.]]
A **produción de proteínas** é o proceso biotecnolóxico de xerar proteínas específicas. Realízase normalmente manipulando a expresión xénica nun organismo de maneira que este exprese en grandes cantidades un xene recombinante. Isto inclúe a transcrición do ADN recombinante a un ARN mensaxeiro, a tradución do ARNm a cadeas de polipéptidos, que son finalmente pregadas en proteínas funcionais e poden ser destinadas a localizacións específicas subcelulares ou extracelulares.

Os sistemas de produción de proteínas (denominados nos laboratorios 'sistemas de expresión') utilízanse en bioloxía, biotecnoloxía e medicina. A investigación en bioloxía molecular usa numerosas proteínas e encimas, moitas das cales proceden de sistemas de expresión; especialmente a ADN polimerase para a PCR, transcriptase inversa para a análise de ARN, endonucleases de restrición para a clonación e para fabricar proteínas que son cribadas nos estudos de descubrimento de fármacos como dianas biolóxicas ou como fármacos potenciais en si mesmos. Existen tamén aplicacións significativas para sistemas de expresión na fermentación industrial, notablemente a produción de produtos biofarmacéuticos como a insulina humana para tratar a diabetes e para producir encimas.

## Sistemas de produción de proteínas 
Entre os sistemas de produción de proteínas habitualmente usados están os derivados de bacterias, lévedos,baculovirus/insectos, células de mamíferos, e máis recentemente de fungos filamentosos como *Myceliophthora thermophila*. Cando se producen produtos biofarmacéuticos cun destes sistemas, as impurezas relacionadas co proceso, chamadas proteínas da célula hóspede tamén están entre os produtos finais en cantidades traza.

### Sistemas baseados en células 
Os sistemas de expresión máis antigos e máis utilizados son os baseados en células e poden ser definidos como a "*combinación dun vector de expresión, o seu ADN clonado e o hóspede para o vector que proporciona un contexto que permite funcionar o xene alleo na célula hóspede, é dicir, producir proteínas a alto nivel*". A sobreexpresión é unexpresión xénica a un alto nivel excesivo e anormal, que produce un pronunciado fenotipo relacionado co xene.

Hai moitos xeitos de introducir ADN alleo nunha célula para a súa expresión, e poden utilizarse moitos tipos de células hóspede; cada sistema de expresión ten diferentes vantaxes e inconvenientes. Os sistemas de expresión denomínanse normalmente pola súa célula hóspede e a fonte de ADN ou o mecanismo de entrega do material xenético. Por exemplo, son hóspedes comúns as bacterias (como *Escherichia coli*, *Bacillus subtilis*), lévedos (como *Saccharomyces cerevisiae* compoñentes dos alimentos de humanos e animais e produtos farmacéuticos.

A expresión do factor de crecemento epidérmico humano funcionalmente activo realizouse en *C. glutamicum*, demostrando así un potencial para a produción a escala industrial de proteínas humanas. As proteínas expresadas poden ser dirixidas á secreción sexa pola vía secretora xeral (Sec) ou sexa pola vía de translocación de arxininas xemelgas (Tat).

A diferenza das bacterias gramnegativas, as *Corynebacterium* grampositivas carecen de lipopolisacáridos que funcionen como endotoxinas antixénicas en humanos.

##### *Pseudomonas fluorescens* 
As bacterias gramnegativas non patóxenas *Pseudomonas fluorescens* utilízanse para a produción a alto nivel de proteínas recombinantes; normalmene para o desenvolvemento de produtos bioterapéuticos e vacinas. * P. fluorescens* é un organismo metabolicamente versátil, permitindo cribados de alto rendemento e o desenvolvemento rápido de proteínas complexas. *P. fluorescens* é principalmente coñecida pola súa capacidade de producir de forma rápida e exitosa altas titulacións de proteínas solubles activas.

#### Sistemas eucariotas 
##### Lévedos 
Os sistemas de expresión usan *S. cerevisiae* ou *Pichia pastoris* e permiten unha produción estable e duradeira de proteínas que son procesadas de forma similar ao das células de mamíferos, a alto rendemento, en medios definidos quimicamente de proteínas.

##### Fungos filamentosos 
En fungos filamentosos, especialmente *Aspergillus* e *Trichoderma*, e máis recentemente C1 de *Myceliophthora thermophila* C1 desenvolvéronse plataformas de expresión (Sf9, Sf21, cepas Hi-5) ou células de mamíferos (HeLa, HEK 293) permiten a produción de proteínas de membrana ou glicosiladas que non pode ser producidas usando sistemas bacterianos e fúnxicos. É útil para a produción de proteínas en alta cantidade. Os xenes non son expresados continuamente porque as células hóspede infectadas finalmente se lisan e morren durante cada ciclo de infección.

##### Expresión en célula de insecto non lítica 
A expresión en célula de insecto non lítica é unha alternativa ao sistema de expresión en baculovirus lítico. Na expresión non lítica, os vectores son transfectados de forma transitoria ou estable no ADN cromosómico das células de insecto para a subseguinte expresión xénica. Despois a selección e cribado de clons recombinantes. Os sistemas non líticos utilizáronse para proporcionar un rendemento de proteínas máis alto e unha expresión máis rápida dos xenes recombinantes comparados cos expresión en células infectadas por baculovirus.

##### Sistemas de mamíferos 
Os sistemas de expresión en mamíferos máis común son as células de ovario de hámster chinés (CHO) e células de ril embrionario humano (HEK). Unha lista máis completa é:
* Células de ovario de hámstrer chinés.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Expresión xénica
* Purificación de proteínas
* Proteína da célula hóspede

### Bibliografía 
* 
*