CRISPR | un termen în cercetarea ADN
CRISPR este un termen din domeniul cercetării ADN. Acesta înseamnă "clustered regularly-interspaced short palindromic repeats". Acestea fac parte din codul genetic la procariote: majoritatea bacteriilor și arheilor le au. Este apărarea lor împotriva atacului virușilor. Structura și funcția sa au fost descoperite în secolul XXI.
CRISPR are o mulțime de secvențe scurte și repetate. Aceste secvențe fac parte dintr-un sistem imunitar adaptiv pentru procariote. Le permite acestora să își amintească și să contracareze bacteriofagii care îi atacă. Ele funcționează ca un fel de imunitate dobândită pentru bacterii.
Aceștia pot modifica genele aproape oricărui organism. Acestea sunt utilizate de cercetători ca instrument de tăiere și inserție a genelor în modificarea genetică (MG). În prezent, se lucrează pentru a afla cum pot fi utilizate pentru a ataca bolile virale la om (terapie genică).
Diagrama unui locus CRISPR. Există trei părți principale. 1. genele cas, 2. o secvență lider și 3 . o secvență lider. O matrice de spațiere a repetițiilor. Aranjamentul celor trei componente nu este întotdeauna așa cum este arătat
Proteina CRISPR Cascade (cyan) legată de ARN-ul CRISPR (verde) și de ADN-ul fagului (roșu)
CRISPR/Cas9
Cum funcționează
Fiecare repetiție este urmată de segmente scurte de "ADN spațial". Acestea provin din expuneri anterioare la un virus bacterian sau la o plasmidă. Spacerii CRISPR recunosc și taie elementele genetice străine într-un mod asemănător cu interferența ARN în organismele eucariote.
De fapt, distanțierii sunt fragmente de ADN de la viruși care au încercat anterior să atace linia celulară. Sursa străină a distanțierilor a fost un semn pentru cercetători că sistemul CRISPR/cas ar putea avea un rol în imunitatea adaptivă la bacterii.
Tăierea efectivă este efectuată de o nuclează numită Cas9. Cas9 are două situsuri active de tăiere, câte unul pentru fiecare catenă a dublei helixuri a ADN-ului. Cas9 face acest lucru derulând ADN-ul străin și verificând dacă acesta este complementar cu regiunea de 20 de perechi de baze a ARN-ului ghid (ARN-ul regiunii de spațiere). În caz afirmativ, ADN-ul străin este mărunțit.
Aplicații
CRISPR este un sistem de apărare antivirală care își are originea în bacterii și archaea. Editarea genelor este o exploatare umană a CRISPR.
Tehnologia a fost utilizată pentru a dezactiva genele în linii și celule umane, pentru a studia Candida albicans, pentru a modifica drojdiile utilizate pentru producerea de biocombustibil și pentru a modifica genetic tulpinile de culturi.
Sistemul CRISPR-Cas9 taie ADN-ul, dar poate face mai mult. Acesta poate activa și dezactiva expresia genelor și poate fi utilizat pentru a marca fluorescent anumite secvențe.
Premiul Nobel
Înțelegerea și dezvoltarea tehnicii de editare a genomului CRISPR-Cas9 a fost distinsă cu Premiul Nobel pentru chimie pentru anul 2020. Premiul a fost acordat în comun lui Emmanuelle Charpentier și Jennifer Doudna.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce înseamnă CRISPR?
R: CRISPR înseamnă "Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats".
Î: Unde se găsește CRISPR?
R: CRISPR se găsește în codul genetic al procariotelor, care include majoritatea bacteriilor și arheilor.
Î: Care a fost scopul descoperirii CRISPR?
R: Scopul descoperirii CRISPR a fost acela de a înțelege structura și funcția sa ca mijloc de apărare împotriva atacului virușilor.
Î: Cum funcționează CRISPR?
R: CRISPR funcționează prin faptul că are secvențe scurte și repetate care acționează ca un sistem imunitar adaptiv pentru procariote, permițându-le să își amintească și să contracareze bacteriofagele care le atacă. Acest lucru oferă imunitate dobândită pentru bacterii.
Î: Ce se poate face cu CRISPR?
R: Cu ajutorul CRISPR, cercetătorii pot modifica genele aproape oricărui organism și îl pot utiliza ca instrument pentru a tăia și a introduce gene în modificarea genetică (GM). În plus, se efectuează cercetări pentru a găsi modalități prin care acestea pot fi utilizate pentru a ataca bolile virale la om (terapie genică).
Î: Când a fost făcută descoperirea CRISPR?
R: Descoperirea CRISRP a fost făcută în secolul XXI.
