Произведен от хипофизната жлеза, човешкият хормон на растежа (HGH) е от съществено значение за правилния растеж при децата. Някои деца обаче имат разстройства, които причиняват намалени нива на HGH. Ако децата останат без лечение, те узряват като необичайно ниски възрастни. Това състояние се лекува чрез прилагане на HGH, който днес се произвежда чрез използване на технология на рекомбинантна ДНК (rDNA).
Рекомбинантна ДНК
Учените използват технология rDNA, група от техники, които изолират гени (специфични парчета ДНК), прикачени те към други парчета ДНК и прехвърлят новосъчетания генетичен материал към друг вид като бактерии. Понякога наричана генно инженерство, технологията rDNA е сравнително скорошно изобретение, датиращо от 70-те години. Инсулинът е първият протеин, произведен с помощта на rDNA методи.
Хипофизни жлези
HGH е протеин и както всички протеини е направен от верига аминокиселинни субединици. (В случая на HGH, протеинът е с дължина около 190 аминокиселини.) Преди изобретението на технологията rDNA, HGH може да се произвежда усилено, като се изолира от хипофизната жлеза, взета от човек трупове.
Този процес беше неефективен, скъп и понякога опасен. Например полученият HGH продукт понякога съдържа замърсители от трупни тъкани. Рядко пациентите, инжектирани с HGH от трупове, развиват болестта на Кройцфелд-Якоб, много сериозна човешка версия на болестта на лудите крави. Инфекцията се причинява от протеини, наречени приони. Като елиминира нуждата от човешка тъкан, технологията rDNA избягва тези и други потенциални проблеми със замърсяването.
Изолация
Гени като този за HGH съдържат кодирани инструкции за производството на протеини. Вътре в клетките тази информация първо се прекодира от ДНК, която осигурява дългосрочна информация съхранение, до пратеник РНК (иРНК) молекула, която предоставя конкретни инструкции за HGH протеин производство.
Учените започват с вземане на тъкан на хипофизната жлеза и изолиране на иРНК, кодирана от гена HGH. След това те използват mRNA като шаблон за създаване на комплементарна ДНК (cDNA). Тази ДНК съдържа кодираните инструкции за получаване на HGH протеин.
Трансфер и производство
След като учените създават кДНК, те я добавят към плазмид, малка верига от ДНК, взета от бактериална клетка. След това те вкарват плазмида в бактерии. Когато бактериите се отглеждат в култура, клетките използват прехвърления HGH ген, за да произвеждат и изолират HGH много по-бързо и с по-малко усилия и разходи, отколкото е било възможно с човешката хипофизна жлеза тъкан. И тъй като протеинът се произвежда от бактерии, замърсяването с компоненти на трупната тъкан не е възможно.