Rekombinantna beljakovina je vsaka beljakovina, izdelana iz rekombinantne deoksiribonukleinske kisline (DNK). DNK hrani vse genetske informacije organizma in te informacije posreduje prek izražanja beljakovin. Rekombinantna DNK je vrsta DNK, ki je bila manipulirana tako, da vključuje DNK drugega organizma. Ko se nova DNK prepiše in prevede v beljakovino, je rezultat rekombinantni protein.
Beljakovine so gradniki življenja. Vsaka lastnost, ki jo opazimo pri človeku – kot so barva las, barva oči in celo višina – je določena s proizvodnjo beljakovin. Številne telesne funkcije so tudi posledica proizvodnje beljakovin. To vključuje proizvodnjo inzulina in delovanje imunskega sistema. Genske okvare pri ljudeh je včasih mogoče zdraviti z ustvarjanjem rekombinantnih beljakovin v laboratoriju, ki lahko zdravi ta stanja.
Ko je gostitelj rekombinantne DNK organizem, ki se hitro razmnožuje, kot so bakterije, se lahko proizvedejo velike količine rekombinantnega proteina. Ta tehnika, imenovana amplifikacija, se obsežno uporablja v procesih kloniranja in genske terapije. Drugi gostitelji vključujejo kvasovke, glive in celo celice sesalcev. Vrsta potrebnega gostitelja je odvisna od predvidene uporabe in količine potrebnega rekombinantnega proteina.
Po izbiri gostitelja se lahko odločimo za vektor. Vektor je nosilec, ki se uporablja za vstavljanje ciljne DNK v gostiteljsko DNK. Vektorji so na splošno spremenjena različica virusa ali bakterije.
Nekateri vektorji so posebej oblikovani kosi DNK, pritrjeni na nekodirano regijo. Te vrste vektorjev se običajno uporabljajo za fuzijske proteine. Fuzijske beljakovine tvorijo deli DNK, ki običajno niso povezani. Postavljeni so v isti vektor za lažjo transfekcijo.
Vsi vektorji imajo na sebi eno ali več različnih oznak. Te oznake se uporabljajo za prepoznavanje med korakom čiščenja v procesu proizvodnje rekombinantnih beljakovin. Ko raztopino, ki vsebuje vektorje, prelijemo preko posebne kolone, se oznake prilepijo na kolono na različnih mestih in jih je mogoče ločiti od drugih delov DNK. To zagotavlja, da se pravilna DNK in vektorji vstavijo v gostitelja.
Po transfekciji gostitelja se lahko nato razdeli in začne proizvajati želeni rekombinantni protein. Te gostiteljske celice je mogoče gojiti v laboratoriju, beljakovine pa je mogoče zbrati, ko se proizvajajo. Te beljakovine nato očistijo za uporabo pri ljudeh ali drugih sesalcih. Bakterijski gostitelji pogosto ne proizvajajo vseh delov človeškega proteina. Te beljakovine je mogoče po čiščenju spremeniti v laboratoriju.