आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन

इस व्यस्त दुनिया में, बढ़ते काम के बोझ और भोजन की घटती गुणवत्ता के साथ हम अपने लिए अधिक से अधिक बीमारियों को आमंत्रित करते हैं। काम के अनुचित घंटे, देर रात तक काम करना, लगातार कंप्यूटर पर काम करने से हमारे स्वास्थ्य पर बहुत बुरा प्रभाव पड़ा है। इन सभी कार्य गतिविधियों ने मनुष्य को अधिक सुस्त और कम सक्रिय बना दिया है। उचित व्यायाम न करने और अस्वास्थ्यकर खान-पान की आदतों के कारण हमने अपने शरीर को बीमारियों का घर बना लिया है।

बीमारियों की इस सूची में मधुमेह सबसे ऊपर है। बेशक, मधुमेह के इलाज के लिए कई दवाएं बाजार में आ चुकी हैं और ऐसी ही एक उपलब्धि आनुवंशिक रूप से निर्मित इंसुलिन की है जिसका उपयोग मधुमेह के इलाज के लिए किया जाता है। आइए हम इंसुलिन और उससे जुड़े सभी कारकों पर चर्चा करते हैं।

इंसुलिन

इंसुलिन एक प्रोटीन हार्मोन है जो अग्न्याशय की 𝛃 कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है। यह क्रोमोसोम 11 में उपस्थित आईएनएस जीन द्वारा दिए गए निर्देशों से निर्मित होता है। इसे शरीर का मुख्य हार्मोन माना जाता है। यह रक्त से ग्लूकोज के अवशोषण को बढ़ावा देकर कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के चयापचय को नियंत्रित करता है। ऊतकों में अवशोषित ग्लूकोज या तो ग्लाइकोजेनेसिस के माध्यम से ग्लाइकोजन या लिपोजेनेसिस के माध्यम से वसा (ट्राइग्लिसराइड्स) में परिवर्तित हो जाता है।

बीटा कोशिकाएं रक्त ग्लूकोज के स्तर के प्रति संवेदनशील होती हैं, इसलिए वे ग्लूकोज के उच्च स्तर की प्रतिक्रिया में रक्त में इंसुलिन का स्राव करती हैं, और ग्लूकोज का स्तर कम होने पर इंसुलिन के स्राव को रोकती हैं। इंसुलिन कोशिकाओं में ग्लूकोज ग्रहण और चयापचय को बढ़ाता है, जिससे रक्त ग्लूकोज का स्तर कम हो जाता है।

इंसुलिन के स्राव में कमी या अनुपस्थिति के परिणामस्वरूप मधुमेह मेलेटस होता है, जो उच्च रक्त ग्लूकोज स्तर (हाइपरग्लाइकेमिया) की स्थिति है।

इंसुलिन का कार्य

• इंसुलिन हार्मोन का कार्य रक्त शर्करा के स्तर को कम करना है। इंसुलिन शर्करा के चयापचय को नियंत्रित करता है। इंसुलिन की कमी से मधुमेह होता है। मधुमेह के रोगियों का उपचार इलाज इंसुलिन के इंजेक्शन देकर किया जाता है।
• खाने के बाद, आंतें भोजन से कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज में तोड़ देती हैं। वह ग्लूकोज रक्तप्रवाह में जाता है, जिससे रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है। अग्न्याशय, एक अंग है जो पेट के ठीक पीछे स्थित होता है। यह रक्त में ग्लूकोज के स्तर को नियंत्रित करने के लिए इंसुलिन का स्राव करता है।
• रक्त शर्करा स्तर के आधार पर फीडबैक लूप में इंसुलिन बनता और बनना बंद होता है। उच्च रक्त शर्करा अग्न्याशय में इंसुलिन के स्राव के लिए विशेष कोशिकाओं के समूहों को उत्तेजित करती है, जिन्हें बीटा कोशिकाएं कहा जाता है।
• रक्त में जितना अधिक ग्लूकोज होगा, अग्न्याशय उतना ही अधिक इंसुलिन स्रावित करेगा।
• इंसुलिन ग्लूकोज को कोशिकाओं में ले जाने में मदद करता है। कोशिकाएं ऊर्जा के लिए ग्लूकोज का उपयोग करती हैं। शरीर में लीवर, मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं में अतिरिक्त ग्लूकोज जमा करता है।

आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन

इंसुलिन, फ्रेडरिक बैंटिंग और चार्ल्स बेस्ट द्वारा खोजा गया पहला पेप्टाइड हार्मोन था।

फ्रेडरिक सेंगर ने 1951 में, इंसुलिन के एमीनो अम्ल संरचना को अनुक्रमित किया, जिससे इंसुलिन पूरी तरह से अनुक्रमित होने वाला पहला प्रोटीन बन गया।

इंसुलिन रासायनिक रूप से संश्लेषित और डीएनए पुनः संयोजक प्रौद्योगिकी द्वारा निर्मित होने वाला पहला प्रोटीन भी है।

आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन की आवश्यकता क्यों हुई?

मानव इंसुलिन प्रोटीन 51 एमीनो अम्ल से बना है। यह ए-चेन और बी-चेन से बनता है, जो डाइसल्फ़ाइड बंध द्वारा एक साथ जुड़े हुए होते हैं। इंसुलिन की संरचना जानवरों की प्रजातियों के बीच थोड़ी भिन्न होती है। इन विविधताओं के कारण गैर-मानव पशु स्रोतों से प्राप्त इंसुलिन मानव इंसुलिन से प्रभावशीलता (कार्बोहाइड्रेट चयापचय प्रभाव में) में कुछ भिन्न होता है।

मधुमेह के लिए उपयोग किया जाने वाला इंसुलिन पहले मारे गए मवेशियों और सूअरों का अग्न्याशय से ही निकाला जाता था। एक पशु स्रोत से लिया हुआ इंसुलिन कुछ रोगियों में बाहरी चीज़ों से एलर्जी या अन्य प्रकार की प्रतिक्रिया के विकास का कारण बना। इन घटनाओं के बाद नियमित पशु इंसुलिन से पुनः संयोजक इंसुलिन की ओर बढ़ने की आवश्यकता महसूस की गई।

आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन की संरचना

इंसुलिन में दो छोटे पॉलीपेप्टाइड शृंखलाएँ होते हैं : चेन-ए और चेन-बी, जो डाइसल्फ़ाइड ब्रिज द्वारा एक साथ जुड़ी हुई होते हैं। मनुष्यों में, इंसुलिन को एक प्रो-हार्मोन के रूप में संश्लेषित किया जाता है। इसको पूर्ण रूप से परिपक्व और कार्यात्मक हार्मोन बनाने के लिए प्रो-एंजाइम की तरह प्रो-हार्मोन को भी संसाधित करने की आवश्यकता होती है।

इस में सी-पेप्टाइड नामक एक अतिरिक्त चेन होती है। यह सी-पेप्टाइड परिपक्व इंसुलिन में उपस्थित नहीं होती है और इसे परिपक्वता के दौरान इंसुलिन में हटा दिया जाता है।

सामान्य इंसुलिन और आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन के बीच एकमात्र अंतर यह है कि निर्मित इंसुलिन को सी-पेप्टाइड के बिना संश्लेषित किया जाता है। केवल ए-चेन और बी-चेन बनाई जाती हैं और आगे जोड़ी जाती हैं।

आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन बनाने की प्रक्रिया

1983 में एक अमेरिकी कंपनी एली लिली ने दो ए-चेन और बी-चेन के डीएनए अनुक्रम तैयार किये I इन डीएनए अनुक्रम को, ई. कोली के प्लास्मिड में इंसुलिन श्रृंखला का निर्माण करने के लिए लगा दिया गया। चेन-ए और बी अलग से उत्पादित किये गये I इन्हें डाइसल्फ़ाइड बांड बनाकर अलग से संयोजित किया गया I इस प्रकार आनुवंशिकतः निर्मित इंसुलिन बनाई गईI