Ποια είναι η διαδικασία της παραγωγής ανθρώπινης ινσουλίνης με βακτηρίδια;
1. Απομόνωση του ανθρώπινου γονιδίου ινσουλίνης:
* εκχύλιση DNA: Το ανθρώπινο DNA εξάγεται από κύτταρα, συνήθως λευκά αιμοσφαίρια.
* Αναγνώριση γονιδίων: Η ειδική αλληλουχία DNA που κωδικοποιεί την ανθρώπινη ινσουλίνη ταυτοποιείται χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως η PCR (αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης).
2. Εισαγωγή του γονιδίου σε ένα βακτηριακό διάνυσμα:
* Επιλογή φορέα: Ένα βακτηριακό πλασμίδιο (μικρό, κυκλικό μόριο DNA) επιλέγεται ως φορέας. Τα πλασμίδια βρίσκονται φυσικά στα βακτήρια και μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα.
* Ένζυμα περιορισμού: Τα ειδικά ένζυμα που ονομάζονται ένζυμα περιορισμού χρησιμοποιούνται για την κοπή τόσο του ανθρώπινου γονιδίου ινσουλίνης όσο και του πλασμιδίου σε συγκεκριμένες θέσεις. Αυτό δημιουργεί "κολλώδη άκρα" που επιτρέπουν στο γονίδιο να εισαχθεί στο πλασμίδιο.
* σύνδεση: Το ανθρώπινο γονίδιο ινσουλίνης και το πλασμίδιο κοπής αναμιγνύονται μαζί με ένα άλλο ένζυμο που ονομάζεται Ligase DNA, η οποία σφραγίζει το γονίδιο στο πλασμίδιο.
3. Μετασχηματισμός βακτηρίων:
* Μετασχηματισμός: Το τροποποιημένο πλασμίδιο (που περιέχει τώρα το ανθρώπινο γονίδιο ινσουλίνης) εισάγεται στα βακτήρια. Αυτό γίνεται συχνά με θερμικό σοκ ή ηλεκτροδιάτρηση. Τα βακτήρια θα αναλάβουν το πλασμίδιο και θα το ενσωματώσουν στο δικό τους DNA.
4. Βακτηριακή ανάπτυξη και παραγωγή ινσουλίνης:
* Ανάπτυξη πολιτισμού: Τα μετασχηματισμένα βακτήρια καλλιεργούνται σε μεγάλες δεξαμενές ζύμωσης που περιέχουν ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά μέσο. Αυτό το μέσο παρέχει όλα τα βακτήρια πρέπει να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιάσουν γρήγορα.
* Παραγωγή ινσουλίνης: Καθώς αναπαράγονται τα βακτήρια, εκφράζουν το ανθρώπινο γονίδιο ινσουλίνης, παράγοντας ανθρώπινη πρωτεΐνη ινσουλίνης.
5. Συγκομιδή και καθαρισμός:
* Συγκομιδή: Τα βακτήρια συλλέγονται από τις δεξαμενές. Η ινσουλίνη στη συνέχεια εξάγεται από τα βακτήρια, συνήθως σπάζοντας το άνοιγμα των κυττάρων.
* Καθαρισμός: Η εκχυλισμένη ινσουλίνη καθαρίζεται μέσω μιας σειράς βημάτων για την απομάκρυνση των βακτηριακών μολυσματικών ουσιών και άλλων ακαθαρσιών, εξασφαλίζοντας ότι είναι ασφαλές για ανθρώπινη χρήση.
6. Έλεγχος και συσκευασία ποιότητας:
* Δοκιμές: Η καθαρισμένη ινσουλίνη υφίσταται αυστηρή δοκιμή ελέγχου ποιότητας για να εξασφαλίσει την ισχύ, την καθαρότητα και την ασφάλεια.
* Συσκευασία: Η ινσουλίνη στη συνέχεια συσκευάζεται σε φιαλίδια, σύριγγες ή άλλα συστήματα παράδοσης, έτοιμα για χρήση από ασθενείς με διαβήτη.
Βασικά οφέλη από τη χρήση βακτηρίων για παραγωγή ινσουλίνης:
* υψηλή απόδοση: Τα βακτήρια μπορούν να παράγουν αποτελεσματικά μεγάλες ποσότητες ανθρώπινης ινσουλίνης.
* Κόστος-αποτελεσματικότητα: Η βακτηριακή παραγωγή είναι ένας σχετικά φθηνός τρόπος για την κατασκευή ινσουλίνης.
* Καθαρότητα και ασφάλεια: Η διαδικασία καθαρισμού εξασφαλίζει ότι η ινσουλίνη είναι ασφαλής για ανθρώπινη χρήση.
* ηθικές εκτιμήσεις: Η χρήση βακτηρίων αποφεύγει τις ηθικές ανησυχίες που σχετίζονται με τη χρήση ζωικών πηγών για ινσουλίνη (όπως οι χοίροι).
Σημαντική σημείωση: Η διαδικασία κατασκευής ανθρώπινης ινσουλίνης χρησιμοποιώντας βακτήρια είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και περιλαμβάνει εξειδικευμένο εξοπλισμό, τεχνικές και μέτρα ελέγχου ποιότητας.
