Polimorfisme

A. Polimorfisme

Polimorfisme adalah suatu senyawa mengkristalisasi dalam bentuk lebih dari satu spesies kristalin dengan perbedaan kisi internal. Stabilitas kimia, sifat prosessing atau ketersediaan hayati berubah akibat polimorfisme

Perbedaan utama dari solida dan bentuk fisik lain adalah apakah padatan berbentuk kristalin atau amorf.Pada karakterisasi Kristal,atom dan molekul ditetapkan secara berulang dalam susunan tiga dimensi,sedangkan pada bentuk amorf, atom atau molekul tersusun secara acak seperti dalam suatu cairan.

Semua bentuk amorf dan bentuk kristalin akan dikonversi menjadi bentuk kristalin stabil. Polimorf menstabilkan akan dikonversi menjadi bentuk stabil secara pelahan-lahan atau secara cepat (bergantung zatnya), dan ini merupakan hal yang sangat penting dalam farmasi adalah bentuk yang cukup stabil untuk menjamin usia guna-sediaan dan ketersediaan hayati.

Masalah yang terkait dengan keberadaan polimorfisme tidak stabil, kadang-kadang dapat diatasi dengan penambahan eksipien yang memperlambat tranformasi, misalnya metilselulosa untuk novobiosin.

Polimorfisme; bentuk kristal yang kurang stabil lebih mudah larut dan kemudian cepat terabsorbsi dari pada bentuk kristalnya yang stabil, misalnya kloramfenikol mempunyai 2 bentuk polimorf A dan B; kristal bentuk A bersifat tidak aktif.

Sebagian besar obat akan mempunyai pola unimodal. Kalau ada distribusi polimodal (bimodal atau trimodal) maka jelas ada fenomena polimorfisme. Polimorfisme genetik dalam proses absorpsi, distribusi, dan ekskresi obat, tidak banyak dijumpai dan diketahui. Yang paling banyak dijumpai adalah adanya polimorfisme dalam metabolisme obat.

B. Polimorfisme Genetika

Dalam ilmu genetika, polimorfisme genetik didefinisikan sebagai “adanya individu-individu dengan sifat genetik yang berlainan tetapi hidup secara bersamaan dalam populasi, di mana frekuensi masing-masing selalu tetap dan tidak berubah oleh karena adanya mutasi genetik”.

v BENTUK-BENTUK POLIMORFISME FARMAKOGENETIK

Secara umum bentuk keanekaragaman genetik, khususnya polimorfisme genetik dalam pengaruh obat dapat terjadi

dalam berbagai tingkat proses biologik obat dalam tubuh, yakni :

• Proses farmakokinetik: proses absorpsi, distribusi, metabolisme, dan ekskresi obat.

• Proses farmakodinamik: dalam proses interaksi antara molekul obat dengan reseptornya, di mana terdapat kepekaan reseptor yang abnormal terhadap molekul obat (kepekaan reseptor obat).

v Polimorfisme farmakogenetik dalam proses kinetik

Polimorfisme genetik dalam proses absorpsi, distribusi, dan ekskresi obat, tidak banyak dijumpai dan diketahui. Yang paling banyak dijumpai adalah adanya polimorfisme dalam metabolisme obat Proses absorpsi.

Kemungkinan polimorfisme genetik dalam proses absorpsi dapat diperkirakan kalau individu-individu dengan ciri-ciri genetik tertentu, tidak dapat mengabsorpsi obat, nutriensia atau vitamin-vitamin karena tidak mempunyai faktor pembawa (carrier) spesifik untuk obat atau nutriensia atau vitamin yang bersangkutan. Jadi ada kekurangan atau defect dalam absorpsi pada mekanisme transport aktifnya. Namun ini secara teoritik, dalam kenyataannya tidak banyak yang dijumpai atau diketahui. Tidak jelas apakah malabsorpsi vitamin B-12 karena tidak adanya faktor intrinsik untuk absorpsi pada individu-individu tertentu juga masuk dalam polimorfisme genetik dalam proses absorpsi ini.

Proses distribusi. Polimorfisme genetik dalam proses distribusi secara teoritik kemungkinan dapat terjadi apabila ada abnormalitas ikatan protein terhadap obat tertentu oleh suatu fraksi protein tertentu. Atau distribusi obat ke organ/jaringan tertentu (misalnya uptake iodium oleh kelenjar tiroid) dengan suatu pembawa spesifik, mengalami gangguan dan gangguan ini disebabkan oleh karena faktor genetic.

Proses metabolisme. Bentuk-bentuk plimorfisme genetik yang banyak dikenal adalah dalam proses metabolisme oleh karena adanya keanekaragaman enzim yang berperan dalam metabolisme obat, baik secara kuantitatif atau secara kualitatif. Umumnya karena adanya perbedaan secara kuantitatif enzim oleh karena sintesis enzim yang dipengaruhi oleh faktor genetik, misalnya perbedaan antara asetilator cepat dan asetilator lambat lebih banyak dikarenakan perbedaan aktifitas enzim asetil-transferase karena jumlahnya yang berbeda.

Proses ekskresi. Kemungkinan adanya gangguan sekresi aktif di tubuli renalis karena tidak adanya pembawa spesifik secara teoritik dapat terjadi.

Amplifikasi Acak Polimorfisme DNA merupakan satu jenis penanda molekular yang banyak dipakai dalam penelitian dan diagnostik biologi molekular. Penanda ini lebih dikenal sebagai RAPD (biasa dipanggil "rapid"), singkatan dari Random Amplification of Polymorphic DNA. Sebagai penanda genetik, RAPD dikenal sebagai penanda yang relatif murah dan tidak memerlukan keterampilan teknis yang tinggi. Penanda ini bersifat dominan, dalam arti, ia dapat membedakan kelas genotipe resesif dari kelas-kelas genotipe yang lain. RAPD memerlukan teknik PCR dan elektroforesis gel dalam penerapannya. Kelemahan RAPD yang sangat dikenal adalah dapat memberikan hasil yang berbeda-beda apabila diulang, sehingga dianggap kurang handal (reliable), khususnya bagi keperluan diagnostik, seperti sidik jari DNA.

C. Prinsip kerja

RAPD memerlukan pasangan primer, biasanya berukuran antara 8-mer hingga 12-mer (lihat oligo), karena menggunakan teknik PCR. Setiap pasangan primer akan menghasilkan sejumlah pita (band) yang akan tampak pada hasil elektroforesis gel. Pasangan primer yang dipilih (bisa sudah diketahui atau dipilih beberapa secara acak) diberikan pada sampel-sampel DNA (disebut DNA templat) yang sudah dipersiapkan. Selanjutnya PCR dijalankan. Sewaktu proses PCR, primer akan menempel pada urutan-urutan basa yang komplemen pada DNA templat. Di akhir PCR akan terdapat sejumlah besar fragmen-fragmen pendek DNA hasil amplifikasi. Apabila terdapat delesi untuk suatu lokasi templat, akan terjadi polimorfisme. Dengan elektroforesis gel, akan terlihat pita yang terputus-putus apabila terdapat polimorfisme (oleh karena itu bersifat dominan).

D. Polimorfisme Panjang Berkas Restriksi

Polimorfisme Panjang Berkas Restriksi (bahasa Inggris: Restriction Fragment Length Polymorphism/RFLP) merupakan penanda molekul yang pertama kali ditemukan dan digunakan. Penggunaannya dimungkinkan semenjak orang menemukan enzim endonuklease restriksi (RE), suatu kelas enzim yang mampu mengenal dan memotong seurutan pendek basa DNA (biasanya 4-6 urutan basa). Enzim ini dihasilkan oleh bakteri dan dinamakan menurut spesies bakteri yang menghasilkannya.

Contoh:

EcoRI adalah enzim RE yang dihasilkan dari bakteri Escherichia coli strain RI (baca: R satu) BamHIII diperoleh dari bakteri Bacillus americanus strain HIII (H tiga). RFLP bersifat kodominan dan cukup berlimpah serta soenzim

Bentuk molekul enzim tidak selalu sama pada suatu spesies. Variasi bentuk dapat muncul pada suatu enzim dengan fungsi yang sama karena mutasi atau "kesalahan" dalam proses transkripsi. Jika variasi terjadi pada bagian enzim yang aktif (gugus aktif), kemungkinan besar enzim tidak berfungsi sama sekali. Sementara itu, jika variasi terjadi pada bagian enzim yang tidak aktif yang terjadi biasanya perubahan pada daya kerja enzim tetapi enzim masih tetap berfungsi. Variasi ini dikenal sebagai isoenzim atau isozim.

E. Isoenzim

Isoenzim merupakan produk dari gen-gen yang homolog sehingga belum tentu berasal dari lokus yang sama. Isoenzim yang berasal dari lokus yang sama dikenal sebagai allozim (dari allozyme, "allelic enzyme").Variasi yang disebabkan oleh mutasi dapat diwariskan dan dapat digunakan sebagai pembeda antara satu varietas dengan varietas yang lain karena menunjukkan polimorfisme.

Setiap isoenzim bermuatan listrik berbeda-beda (karena perubahan urutan asam amino penyusunnya) sehingga akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda pula pada elektroforesis. Perilaku ini dimanfaatkan dalam genetika molekular untuk membedakan suatu sampel dengan sampel yang lain.polimorfik. Penanda ini juga mudah dipetakan dalam peta genetik dan bersifat stabil. Kelemahannya, penanda ini memerlukan DNA dalam jumlah besar, lama (memerlukan waktu tiga hari), serta melibatkan penggunaan pelabelan isotop radioaktif (meskipun kini telah ditemukan teknik tanpa radioaktif).