Ekspresija rekombinantnega proteina je proizvodnja proteina, pridobljenega iz rekombinantne DNK. To je običajna tehnika v molekularni biologiji in v farmacevtski proizvodnji hormonskih nadomestkov. Rekombinantna DNK je specifičen del gena, zasnovan za izražanje enega samega produkta v gostiteljski celici, ki ga vodijo posebni kemični dejavniki, tako da se pravi protein izraža v velikih količinah. Številni hormoni in encimi, ki so bili v preteklosti pridobljeni iz živalskih virov, se zdaj sintetizirajo z ekspresijo rekombinantnih beljakovin, nato pa jih poberejo in rafinirajo iz gostiteljskih celic.
Za izražanje rekombinantnih proteinov je treba v gostiteljev genom vnesti skrbno izbrana zaporedja DNK. Jemanje delov genetske kode iz enega organizma in njihova namestitev v celična jedra drugega je oblika kloniranja. To se naredi z vstavitvijo zaporedja rekombinantne DNK, ki kodira želeni protein v jedro, ki sproži ekspresijo gena s prepisovanjem v RNA. Rekombinantni proteini se sestavijo, ko se kosi mRNA, ki prenašajo informacije iz DNK, preselijo v ribosome iz celičnega jedra in tam sprožijo proizvodnjo proteina v skladu s specifično predlogo.
Celice gostiteljice bodo proizvedle nezadostne količine rekombinantnega proteina, razen če DNK ne uvedemo z ustreznimi vektorji, tako da bodo prave genetske informacije izražene v zadostni količini. Proteinski ekspresijski faktorji so molekularni signali, ki morajo spremljati rekombinantno DNK, ko je vstavljena v gostiteljske celice, da se zagotovi, da bo ciljni protein prekomerno izražen. To je edini način, da lahko ekspresija rekombinantnih beljakovin naredi dovolj snovi za farmacevtsko ali laboratorijsko uporabo.
Sestavljanje ribosomskih beljakovin ne dokonča procesa izražanja beljakovin, ker se med nabiranjem vsebina bakterijskih ali kvasovk zmeša s končnim produktom. Izražene rekombinantne beljakovine je treba očistiti z ločevanjem od kosov uničenih celičnih delov. Včasih molekularna oznaka označi beljakovino, da se lahko veže na kovinsko ali drugo snov in jo izolira iz odpadkov. Obstajajo različne tehnike, odvisno od dejavnikov, kot so velikost beljakovin in kompleksnost gostiteljske celice.
Ekspresija humanega rekombinantnega proteina ima obsežno komercialno in medicinsko uporabo. Številni hormoni, protitelesa in encimi so bili prej ekstrahirani iz živalskega ali trupelnega tkiva, zdaj pa se sintetično proizvajajo s tehnologijo rekombinantne DNK. Dva posebej pomembna primera sta človeški rastni hormon in inzulin. Številne hormonske nadomestne terapije se zanašajo na sintetične beljakovine, tako kot različni testi, ki jih uporabljajo molekularni in celični biologi v svojih laboratorijih. V mnogih primerih se bakterije uporabljajo kot gostiteljske celice za enostavne produkte, medtem ko se bolj kompleksna ekspresija rekombinantnih beljakovin, zlasti genov živali, lahko izvaja v glivah in kvasovkah.