A ENGENHARIA GENÉTICA E A SÍNTESE DE INSULINA

 Uma conquista recente no campo da biotecnologia é o uso de bactérias para a produção de proteína animal de interesse comercial. Por exemplo, hoje estão sendo comercializadas insulina e somatotrofina (ou somatotropina) humanas produzidas por bactérias. 

 A maneira mais antiga, e ainda hoje bastante utilizada, para se obtiver insulina é fazer sua extração a partir de pâncreas de bois e porcos. 

A insulina que esses animais produzem é bastante parecida com a insulina humana, e pode mesmo exercer suas funções em nosso organismo. Entretanto, algumas pessoas reagem com manifestações alérgicas a essa insulina. 

Hoje em dia já é possível fabricar insulina a partir de bactérias, que normalmente não produzem essa substância. 

As bactérias também têm DNA como material genético, e produzem RNA para sintetizar proteínas. A bactéria da espécie Escherichia coli tem um segmento de DNA que possui entre quatro e cinco mil genes. Além desse segmento essa bactéria possui porções circulares de DNA que recebem o nome de plasmídios. 

Os plasmídios são capazes de se reproduzir, duplicando seu DNA. Assim, quando a célula de uma bactéria se multiplica, cada célula filha recebe um cromossomo e plasmídios iguais aos da célula mãe.

 Essas bactérias vivem em nosso intestino sem nos fazer nenhum mal. São especialmente utilizadas em trabalhos e pesquisas de engenharia genética.

Figura 1:

 As células filhas têm cromossomo e plasmídios iguais aos da célula mãe. Os genes contidos nos plasmídeos não são essenciais para a vida da bactéria, mas podem ser responsáveis pela síntese de proteínas que aumentam a resistência dessas bactérias aos antibióticos. 

As bactérias se reproduzem muito rapidamente. Uma célula de Escherichia coli leva cerca de vinte minutos para se multiplicar, produzindo duas células. A cada duplicação, todo o material genético também se duplica. 

 Como fazer a bactéria produzir insulina humana?

 Como produzir uma proteína que não está codificada no DNA? 

 Para a bactéria poder produzir insulina humana, ela precisa ter o RNA específico para sintetizar essa proteína. Para ter o RNA específico para essa proteína, ela precisa ter o DNA com as informações corretas. Nenhuma bactéria produz insulina, e, portando, as bactérias não dispõem de DNA com as informações para essa síntese proteica.

 A produção de insulina pelas bactérias é possível graças às técnicas da engenharia genética. Atualmente é possível introduzir segmentos do DNA humano no DNA das bactérias. Existem enzimas capazes de “cortar” o DNA em pontos específicos, isto é, as enzimas reconhecem o local onde há determinadas sequências de bases nitrogenadas e rompem as ligações em locais sempre iguais. Essas enzimas são chamadas enzimas de restrição. 

Usando enzimas como estas se podem cortar segmentos de DNA que contenham informações para a síntese de uma determinada proteína, quer dizer, pode-se cortar o DNA separando partes que contêm genes. Com essa técnica é possível isolar pedaços de DNA com genes escolhidos, como por exemplo, o gene responsável pela síntese de insulina. Também com o uso de enzimas de restrição é possível romper o DNA de plasmídios das bactérias. 

 Figura 2

 Utilizando outra enzima, capaz de refazer as ligações entre as moléculas de DNA, é possível refazer os plasmídeos introduzindo o pedaço de DNA humano. 

Veja a Figura 3 

Com essa técnica consegue-se passar um segmento do DNA humano para o plasmídio de uma bactéria.