Membuat Insulin Manusia dengan Teknik DNA Rekombinan
A. Dekripsi
Hormon
insulin ditemukan oleh Banting dan Best pada tahun 1921, pasien diabetes
mellitus yang mengalami peningkatan kadar gula darah disebabkan gangguan
produksi insulin, telah diterapi dengan menggunakan insulin yang berasal dari
kelenjar pankreas hewan. Meskipun insulin sapi dan babi mirip dengan insulin
manusia, namun komposisinya sedikit berbeda. Akibatnya, sejumlah sistem
kekebalan tubuh pasien menghasilkan antibodi terhadap insulin babi dan sapi
yang berusaha menetralkan dan mengakibatkan respon inflamasi pada tempat
injeksi. Selain itu efek samping dari insulin sapi dan babi ini adalah
kekhawatiran adanya komplikasi jangka panjang dari injeksi zat asing yang
rutin.
Faktor-faktor
ini menyebabkan peneliti mempertimbangkan untuk membuat Humulin dengan
memasukkan gen insulin ke dalam vektor yang cocok, yaitu sel bakteri E. coli,
untuk memproduksi insulin yang secara kimia identik dan dapat secara alami
diproduksi. Hal ini telah dicapai dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan.
B.
Cara
Pembuatan
Langkah
pertama pembuatan humulin adalah mensintesis rantai DNA yang membawa sekuens
nukleotida spesifik yang sesuai karakteristik rantai polipeptida A dan B dari
insulin. Urutan DNA yang diperlukan dapat ditentukan karena komposisi asam
amino dari kedua rantai telah dipetakan. Enam puluh tiga nukleotida yang
diperlukan untuk mensintesis rantai A dan sembilan puluh untuk rantai B,
ditambah kodon pada akhir setiap rantai yang menandakan pengakhiran sintesis
protein. Antikodon menggabungkan asam amino, metionin, kemudian ditempatkan di
setiap awal rantai yang memungkinkan pemindahan protein insulin dari asam amino
sel bakteri itu. ‘Gen’ sintetik rantai A dan B kemudian secara terpisah
dimasukkan ke dalam gen untuk enzim bakteri, B-galaktosidase, yang dibawa dalam
plasmid vektor tersebut.
Pada
tahap ini, sangat penting untuk memastikan bahwa kodon gen sintetik kompatibel
dengan B-galaktosidase. Plasmid rekombinan tersebut kemudian dimasukkan ke
dalam sel E. coli. Praktis penggunaan teknologi DNA rekombinan dalam sintesis
insulin manusia membutuhkan jutaan salinan plasmid bakteri yang telah
digabungkan dengan gen insulin dalam rangka untuk menghasilkan insulin.
Gen
insulin diekspresikan bersama dengan sel mereplikasi galaktosidase-B di dalam
sel yang sedang menjalani mitosis. Protein yang terbentuk, sebagian terdiri
dari B-galaktosidase, bergabung ke salah satu rantai insulin A atau B. Rantai
insulin A dan rantai B kemudian diekstraksi dari fragmen B-galaktosidase dan
dimurnikan. Kedua rantai dicampur dan dihubungkan kembali dalam reaksi yang
membentuk jembatan silang disulfida, menghasilkan Humulin murni (insulin
manusia sintetis).
C.
Manfaat
Humulin
merupakan protein hewani yang dibuat dari bakteri sedemikian rupa sehingga
strukturnya benar-benar identik dengan molekul alami. Hal ini akan mengurangi
kemungkinan komplikasi yang disebabkan produksi antibodi oleh tubuh manusia.
Dalam studi kimia dan farmakologi, insulin rekombinan DNA manusia yang diproduksi
secara komersil telah terbukti bisa dibedakan dari insulin pankreas manusia.
Awalnya,
kesulitan utama yang dihadapi adalah kontaminasi produk akhir oleh sel inang,
sehingga meningkatkan resiko kontaminasi dalam kaldu fermentasi. Bahaya ini
diatasi dengan ditemukannya proses pemurnian. Ketika dilakukan tes pada produk
akhir insulin, termasuk teknik terbaik radio-immuno assay, tidak ada
‘kotoran’ yang terdeteksi.
Seluruh
prosedur, sekarang dilakukan dengan menggunakan sel ragi sebagai media
pertumbuhan, karena sel ragi dapat menghasilkan sebuah molekul insulin manusia
yang hampir lengkap dengan struktur tiga dimensi yang sempurna. Ini
meminimalkan kebutuhan untuk prosedur pemurnian kompleks dan mahal.
Tugas
Individu
PENGANTAR BIOTEKNOLOGI
“Membuat
Insulin Manusia dengan Teknik DNA Rekombinan”
Oleh:
MUHAMMAD SYAHRUL
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2011
0 komentar:
Posting Komentar