Παράγεται από την υπόφυση, η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη (HGH) είναι απαραίτητη για τη σωστή ανάπτυξη στα παιδιά. Μερικά παιδιά, ωστόσο, έχουν διαταραχές που προκαλούν μειωμένα επίπεδα HGH. Εάν τα παιδιά πάνε χωρίς θεραπεία, ωριμάζουν ως ασυνήθιστα σύντομοι ενήλικες. Αυτή η κατάσταση αντιμετωπίζεται με χορήγηση HGH, η οποία σήμερα παράγεται χρησιμοποιώντας τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA (rDNA).
Ανασυνδυασμένο DNA
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την τεχνολογία rDNA, μια ομάδα τεχνικών που απομονώνουν γονίδια (συγκεκριμένα κομμάτια DNA) αυτά σε άλλα κομμάτια DNA και μεταφέρουν το νεοσυνδυασμένο γενετικό υλικό σε άλλο είδος όπως βακτήρια. Μερικές φορές ονομάζεται γενετική μηχανική, η τεχνολογία rDNA είναι μια σχετικά πρόσφατη εφεύρεση που χρονολογείται στη δεκαετία του 1970. Η ινσουλίνη ήταν η πρώτη πρωτεΐνη που παρήχθη χρησιμοποιώντας μεθόδους rDNA.
Αδένες της υπόφυσης
Το HGH είναι μια πρωτεΐνη, και όπως όλες οι πρωτεΐνες, παρασκευάζεται από μια αλυσίδα υπομονάδων αμινοξέων. (Στην περίπτωση του HGH, η πρωτεΐνη έχει μήκος περίπου 190 αμινοξέων.) Πριν από την εφεύρεση της τεχνολογίας rDNA, Η HGH θα μπορούσε να παράγεται μόνο επίπονα με απομόνωση από ιστούς υπόφυσης που λαμβάνεται από άνθρωπο πτώματα.
Αυτή η διαδικασία ήταν αναποτελεσματική, ακριβή και μερικές φορές ανασφαλής. Για παράδειγμα, το προκύπτον προϊόν HGH περιείχε περιστασιακά μολυσματικούς παράγοντες από ιστούς πτώματος. Σπάνια, οι ασθενείς που έλαβαν HGH από πτώματα ανέπτυξαν τη νόσο Creutzfeld-Jakob, μια πολύ σοβαρή ανθρώπινη εκδοχή της νόσου των τρελών αγελάδων. Η μόλυνση προκαλείται από πρωτεΐνες που ονομάζονται πρίον. Με την εξάλειψη της ανάγκης για ανθρώπινο ιστό, η τεχνολογία rDNA αποφεύγει αυτά και άλλα πιθανά προβλήματα μόλυνσης.
Απομόνωση
Τα γονίδια όπως αυτά του HGH περιέχουν κωδικοποιημένες οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών. Μέσα στα κελιά, αυτές οι πληροφορίες κωδικοποιούνται πρώτα από το DNA, το οποίο παρέχει μακροπρόθεσμες πληροφορίες αποθήκευση, σε ένα μόριο αγγελιοφόρου RNA (mRNA), το οποίο παρέχει συγκεκριμένες οδηγίες για την πρωτεΐνη HGH παραγωγή.
Οι επιστήμονες ξεκινούν λαμβάνοντας ιστούς της υπόφυσης και απομονώνοντας το mRNA που κωδικοποιείται από το γονίδιο HGH. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν το mRNA ως πρότυπο για τη δημιουργία συμπληρωματικού DNA (cDNA). Αυτό το DNA περιέχει τις κωδικοποιημένες οδηγίες για την παραγωγή της πρωτεΐνης HGH.
Μεταφορά και παραγωγή
Αφού οι επιστήμονες δημιουργήσουν το cDNA, το προσθέτουν σε ένα πλασμίδιο, έναν μικρό βρόχο DNA που λαμβάνεται από ένα βακτηριακό κύτταρο. Στη συνέχεια, εισάγουν το πλασμίδιο σε βακτήρια. Όταν τα βακτήρια αναπτύσσονται σε καλλιέργεια, τα κύτταρα χρησιμοποιούν το μεταφερόμενο γονίδιο HGH για παραγωγή και απομόνωση HGH πολύ πιο γρήγορα και με λιγότερη προσπάθεια και κόστος από ό, τι ήταν δυνατό με την ανθρώπινη υπόφυση ιστός. Και, επειδή η πρωτεΐνη παράγεται από βακτήρια, δεν είναι δυνατή η μόλυνση από συστατικά ιστού πτώματος.