Ekspresija rekombinantnog proteina je proizvodnja proteina dobivenog iz rekombinantne DNA. To je uobičajena tehnika u molekularnoj biologiji i u farmaceutskoj proizvodnji hormonskih nadomjestaka. Rekombinantna DNA je specifičan dio gena dizajniran za ekspresiju jednog proizvoda unutar stanice domaćina, vođen posebnim kemijskim čimbenicima, tako da se pravi protein eksprimira u velikim količinama. Mnogi hormoni i enzimi koji su povijesno potječeni iz životinjskih izvora danas se sintetiziraju ekspresijom rekombinantnog proteina, zatim sakupljaju i rafiniraju iz stanica domaćina.
Za ekspresiju rekombinantnih proteina, pažljivo odabrane sekvence DNK moraju se uvesti u genom domaćina. Uzimanje dijelova genetskog koda iz jednog organizma i njihovo stavljanje u stanične jezgre drugog je oblik kloniranja. To se postiže umetanjem slijeda rekombinantne DNA koji kodira željeni protein u jezgru, što pokreće ekspresiju gena transkribirajući ga u RNA. Rekombinantni proteini se sastavljaju kada dijelovi mRNA koji nose informaciju iz DNK migriraju do ribosoma iz jezgre stanice i tamo pokreću proizvodnju proteina prema specifičnoj šabloni.
Stanice domaćini stvarat će nedovoljne količine rekombinantnog proteina osim ako se DNK ne unese s odgovarajućim vektorima tako da će se prave genetske informacije izraziti u dovoljnoj količini. Čimbenici ekspresije proteina su molekularni signali koji moraju pratiti rekombinantnu DNA kada se umetne u stanice domaćina kako bi se osiguralo da će ciljni protein biti pretjerano eksprimiran. Ovo je jedini način na koji ekspresija rekombinantnog proteina može napraviti dovoljno tvari za farmaceutsku ili laboratorijsku upotrebu.
Sastavljanje ribosomskog proteina ne dovršava proces ekspresije proteina jer se tijekom žetve sadržaj bakterijskih ili stanica kvasca miješa s krajnjim proizvodom. Ekspresirani rekombinantni proteini moraju se pročistiti odvajanjem od dijelova uništenih staničnih dijelova. Ponekad molekularna oznaka označava protein tako da se može vezati na metalnu ili drugu tvar i izolirati iz otpada. Postoje različite tehnike, ovisno o čimbenicima poput veličine proteina i složenosti stanice domaćina.
Ekspresija humanog rekombinantnog proteina ima široku komercijalnu i medicinsku primjenu. Mnogi hormoni, antitijela i enzimi prethodno su ekstrahirani iz životinjskog ili leševnog tkiva, ali se sada proizvode sintetički korištenjem tehnologije rekombinantne DNK. Dva posebno važna primjera su ljudski hormon rasta i inzulin. Mnoge hormonske nadomjesne terapije oslanjaju se na sintetske proteine, kao i različiti testovi koje koriste molekularni i stanični biolozi u svojim laboratorijima. U mnogim slučajevima, bakterije se koriste kao stanice domaćini za jednostavne proizvode, dok se složenija ekspresija rekombinantnih proteina, posebno gena životinja, može obaviti u gljivama i kvascima.