Aivolisäkkeen tuottama ihmisen kasvuhormoni (HGH) on välttämätön lasten asianmukaiselle kasvulle. Joillakin lapsilla on kuitenkin häiriöitä, jotka aiheuttavat alentuneen HGH-tason. Jos lapset menevät ilman hoitoa, he kypsyvät epätavallisen lyhyinä aikuisina. Tätä tilaa hoidetaan antamalla HGH: ta, joka nykyään tuotetaan käyttämällä rekombinantti-DNA (rDNA) -tekniikkaa.
Rekombinantti-DNA
Tutkijat käyttävät rDNA-tekniikkaa, joukko tekniikoita, jotka eristävät geenit (tietyt DNA-palat), kiinnittyvät ne muihin DNA-kappaleisiin ja siirtää vasta yhdistetty geneettinen materiaali toiselle lajille, kuten bakteerit. Joskus kutsutaan geenitekniikaksi, rDNA-tekniikka on suhteellisen uusi keksintö, joka on peräisin 1970-luvulta. Insuliini oli ensimmäinen proteiini, joka tuotettiin rDNA-menetelmillä.
Aivolisäkkeet
HGH on proteiini, ja kuten kaikki proteiinit, se on valmistettu aminohappo-alayksiköiden ketjusta. (HGH: n tapauksessa proteiini on noin 190 aminohappoa pitkä.) Ennen rDNA-tekniikan keksintöä HGH: ta voidaan tuottaa vain työläästi eristämällä se aivolisäkkeen kudoksesta, joka on otettu ihmisestä kadonneita.
Tämä prosessi oli tehoton, kallis ja joskus vaarallinen. Esimerkiksi saatu HGH-tuote sisälsi toisinaan kuolleiden kudosten epäpuhtauksia. Harvoin potilaille, joille injektoitiin HGH: ta rokotuksista, kehittyi Creutzfeld-Jakobin tauti, erittäin vakava ihmisen versio hullun lehmän taudista. Infektio johtuu proteiineista, joita kutsutaan prioneiksi. Poistamalla ihmiskudoksen tarpeen rDNA-tekniikka välttää nämä ja muut mahdolliset kontaminaatio-ongelmat.
Eristäytyminen
HGH: n kaltaiset geenit sisältävät koodatut ohjeet proteiinituotannolle. Solujen sisällä nämä tiedot koodataan ensin uudelleen DNA: sta, joka tarjoaa pitkäaikaista tietoa varastoinnin lähettäjän RNA (mRNA) -molekyyliin, joka antaa tarkat ohjeet HGH-proteiinille tuotanto.
Tutkijat aloittavat ottamalla aivolisäkekudoksen ja eristämällä HGH-geenin koodaaman mRNA: n. Seuraavaksi he käyttivät mRNA: ta templaattina komplementaarisen DNA: n (cDNA) luomiseksi. Tämä DNA sisältää koodatut ohjeet HGH-proteiinin valmistamiseksi.
Siirto ja tuotanto
Kun tutkijat ovat luoneet cDNA: n, he lisäävät sen plasmidiin, pieneen silmukkaan DNA: han, joka on otettu bakteerisolusta. Seuraavaksi ne asettavat plasmidin bakteereihin. Kun bakteereja kasvatetaan viljelmässä, solut käyttävät siirrettyä HGH-geeniä tuottaakseen ja eristääkseen HGH paljon nopeammin ja vähemmän vaivaa ja kustannuksia kuin ihmisen aivolisäkkeessä oli mahdollista kudos. Ja koska bakteerit tuottavat proteiinia, saastuminen kuolleiden kudosten osilla ei ole mahdollista.