Síntesis de proteínas sin células: Pasos y aplicaciones

Proteinas

Probablemente sepas que tu ADN codifica todas esas cosas complejas que te hacen ser tú. ¿Para qué codifica exactamente el ADN? ¡Proteína! La plantilla de ADN de su cuerpo produce otra plantilla de ARN de corta duración. Esta plantilla de ARN produce proteínas. ¡Eso es! Entonces, puede adivinar que si las proteínas son lo que construye su ADN, deben ser bastante importantes y debemos poder usar proteínas para todo tipo de cosas. ¡Tienes razón!

El ADN produce ARN produce proteínas.

Síntesis de proteínas

A veces, la gente quiere producir proteínas con fines científicos, médicos o industriales. Podrían lograr esto encontrando un organismo que produzca la proteína que desean, cultivando un grupo de ese organismo y luego purificando la proteína de sus células. O podrían modificar genéticamente las bacterias para producir su proteína y luego cultivar un montón de estas bacterias en una tina. A veces, eso es exactamente lo que hace la gente. Pero usar un organismo vivo como fábrica tiene sus desventajas. Por ejemplo:

1. Los organismos vivos tardan demasiado en producir proteínas porque tienen que participar en otros procesos biológicos de la vida.
2. Los organismos vivos no siempre son muy eficientes en la producción de proteínas, porque tienen que ocuparse de los otros procesos que necesitan para vivir.
3. Los organismos vivos deben mantenerse a una temperatura constante propicia para la vida.
4. Algunas proteínas son tóxicas para las células vivas, especialmente en altas concentraciones. ¿Qué pasa si queremos producir una proteína que sea tóxica para las células en altas concentraciones?
5. No se puede abrir una celda para comprobar y ver cómo van las cosas sin matarla.

Aquí es cuando la síntesis de proteínas libres de células , también conocida como traducción in vitro , puede acudir al rescate. Sin embargo, la síntesis de proteínas sin células no es una panacea. A menudo, el ADN que codifica las proteínas que queremos producir se degrada rápidamente en la síntesis de proteínas libres de células. Actualmente, los científicos están trabajando para mejorar el rendimiento de la síntesis de proteínas sin células sin permitir que el ADN se degrade.

Recientemente, los científicos se han interesado en los aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas) que no se producen de forma natural. ¿Qué pasa si queremos hacer una proteína que se produzca con aminoácidos no naturales? La síntesis de proteínas sin células es una buena forma de explorar estos aminoácidos.

Los científicos que desean etiquetar proteínas para utilizarlas mejor en resonancia magnética nuclear, cristalografía de rayos X u otras técnicas de visualización encuentran útil la síntesis de proteínas sin células. Los científicos que desean sintetizar muchas proteínas diferentes para estudiar su función también lo encuentran útil. Las vacunas también pueden beneficiarse de la síntesis de proteínas libres de células, porque podemos sintetizar partículas similares a virus. Los emocionantes avances en la medicina personalizada sugieren que la síntesis de proteínas sin células puede usarse para hacer tratamientos individualizados para los pacientes. La síntesis de proteínas libre de células también se puede utilizar para seleccionar fármacos candidatos para tratar enfermedades.

¿Cómo producimos proteínas sin células?

La síntesis de proteínas sin células necesita dos cosas:

1. Algo que codifica la proteína
2. Algo que incluye las materias primas para elaborar la proteína.

Fácil, ¿verdad? Lo que codifica la proteína será una muestra de ADN o ARNm . La ‘m’ en el ARNm significa ‘mensajero’, y el ARNm es lo que transferiría información del ADN al ribosoma. El ADN o ARNm será el que dé las instrucciones sobre cómo producir proteínas.

La síntesis de proteínas libre de células también necesita un extracto celular extraído de un cultivo celular. Esto es lo que le proporcionará las materias primas que necesitará para construir su proteína. Hay muchos tipos de extractos disponibles y debe elegir el que funcione mejor para su sistema. El extracto de células más popular proviene de la especie bacteriana Escherichia coli . Los extractos de E. coli son económicos, eficientes y de alto rendimiento, pero pueden no ser la mejor opción para proteínas muy grandes y complejas. También puede encontrar cultivos celulares de conejos, germen de trigo, insectos e incluso líneas celulares humanas.

Por lo general, estos se pueden comprar en kits de proveedores de biotecnología en línea. Los kits proporcionarán instrucciones detalladas para que las siga.

Resumen de la lección

El ADN produce ARN, que produce proteínas. Las proteínas son útiles para muchas cosas en su cuerpo, y también hemos logrado refinar proteínas para usos científicos, médicos e industriales.

Podemos producir proteínas utilizando organismos vivos y cultivos celulares, pero este proceso no siempre es el más eficiente. Además, para hacer esto, tenemos que proporcionar las condiciones de vida adecuadas para las células u organismos, lo que no siempre queremos hacer. A veces, es más eficiente sintetizar proteínas sin células.

La síntesis de proteínas sin células tiene muchos usos científicos y también se puede utilizar con fines médicos, incluida la detección de drogas, la fabricación de vacunas y la medicina personalizada.

Para la síntesis de proteínas sin células , también llamada traducción in vitro , necesitamos algo que proporcione las instrucciones para la síntesis de proteínas y algo que proporcione la materia prima para la síntesis de proteínas. El ADN o el ARNm proporcionarán las instrucciones y un cultivo celular proporcionará las materias primas. Los cultivos celulares para la síntesis de proteínas libres de células generalmente provienen de E. coli , pero también pueden provenir de una variedad de líneas de plantas y animales.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador