Das von der Hypophyse produzierte menschliche Wachstumshormon (HGH) ist für das richtige Wachstum bei Kindern unerlässlich. Einige Kinder haben jedoch Störungen, die zu reduzierten HGH-Spiegeln führen. Wenn Kinder nicht behandelt werden, reifen sie als ungewöhnlich kleine Erwachsene heran. Dieser Zustand wird durch die Verabreichung von HGH behandelt, das heute unter Verwendung rekombinanter DNA (rDNA)-Technologie hergestellt wird.
Rekombinante DNA
Wissenschaftler verwenden die rDNA-Technologie, eine Gruppe von Techniken, die Gene (spezifische DNA-Stücke) isolieren, anhängen sie auf andere DNA-Stücke und übertragen das neu kombinierte genetische Material auf eine andere Spezies, wie z Bakterien. Die rDNA-Technologie, manchmal auch Gentechnik genannt, ist eine relativ neue Erfindung aus den 1970er Jahren. Insulin war das erste Protein, das mit rDNA-Methoden hergestellt wurde.
Hypophyse
HGH ist ein Protein und wie alle Proteine besteht es aus einer Kette von Aminosäure-Untereinheiten. (Im Fall von HGH ist das Protein ungefähr 190 Aminosäuren lang.) Vor der Erfindung der rDNA-Technologie HGH konnte nur mühsam hergestellt werden, indem es aus menschlichem Hirnanhangdrüsengewebe isoliert wurde Leichen.
Dieser Prozess war ineffizient, teuer und manchmal unsicher. Zum Beispiel enthielt das resultierende HGH-Produkt gelegentlich Verunreinigungen aus Leichengeweben. Selten entwickelten Patienten, denen HGH von Leichen injiziert wurde, die Creutzfeld-Jakob-Krankheit, eine sehr ernste menschliche Version des Rinderwahnsinns. Die Infektion wird durch Proteine verursacht, die Prionen genannt werden. Durch die Eliminierung des Bedarfs an menschlichem Gewebe vermeidet die rDNA-Technologie diese und andere potenzielle Kontaminationsprobleme.
Isolation
Gene wie das für HGH enthalten kodierte Anweisungen für die Proteinproduktion. Im Inneren von Zellen werden diese Informationen zunächst aus der DNA umkodiert, die langfristige Informationen liefert Speicherung an ein Boten-RNA (mRNA)-Molekül, das spezifische Anweisungen für das HGH-Protein bereitstellt Produktion.
Wissenschaftler beginnen damit, Hypophysengewebe zu entnehmen und die vom HGH-Gen kodierte mRNA zu isolieren. Als nächstes verwendeten sie die mRNA als Vorlage, um komplementäre DNA (cDNA) zu erzeugen. Diese DNA enthält die kodierten Anweisungen zur Herstellung des HGH-Proteins.
Transfer und Produktion
Nachdem die Wissenschaftler die cDNA erstellt haben, fügen sie sie einem Plasmid hinzu, einer kleinen DNA-Schleife, die aus einer Bakterienzelle stammt. Als nächstes inserieren sie das Plasmid in Bakterien. Wenn die Bakterien in Kultur gezüchtet werden, verwenden die Zellen das übertragene HGH-Gen, um zu produzieren und zu isolieren HGH viel schneller und mit weniger Aufwand und Kosten als dies mit der menschlichen Hypophyse möglich war Gewebe. Und da das Protein von Bakterien produziert wird, ist eine Kontamination durch Bestandteile von Leichengewebe nicht möglich.