CRISPR
CRISPR to termin używany w mikrobiologii. Jest to skrót od Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats. Są one naturalnym segmentem kodu genetycznego występującym u prokariotów: posiada je większość bakterii i archaidów.
CRISPR ma wiele krótkich powtarzających się sekwencji. Sekwencje te są częścią adaptacyjnegosystemu odpornościowego prokariotów. Pozwalają im zapamiętywać i przeciwdziałać innym organizmom, które na nich żerują, takim jak bakteriofagi.
Mają one potencjał do modyfikowania genów niemal każdego organizmu. Są częścią narzędzia, które umożliwia precyzyjnie ukierunkowane wycinanie i wstawianie genów w modyfikacjach genetycznych (GMO). Trwają prace nad znalezieniem sposobu ich wykorzystania do zwalczania chorób wirusowych u ludzi.
Schemat locus CRISPR. Składa się z trzech głównych części. 1. geny cas, 2. sekwencja prowadząca, oraz 3. układ powtórzeń-spacer. Ułożenie tych trzech elementów nie zawsze jest takie jak na rysunku.
Jak to działa
Po każdym powtórzeniu następują krótkie odcinki "dystansowego DNA" z poprzednich ekspozycji na wirusa bakteryjnego lub plazmid. Dystansery CRISPR rozpoznają i rozcinają obce elementy genetyczne w sposób podobny do interferencji RNA w organizmach eukariotycznych.
W efekcie odstępniki są fragmentami DNA pochodzącymi od wirusów, które wcześniej próbowały zaatakować linię komórkową. Obce źródło odstępników było dla badaczy sygnałem, że system CRISPR/cas może odgrywać rolę w odpornościadaptacyjnej u bakterii.
Samo cięcie jest wykonywane przez nukleazę zwaną Cas9. Cas9 posiada dwa aktywne miejsca cięcia, po jednym dla każdej nici podwójnej helisy DNA. Cas9 dokonuje tego poprzez odwijanie obcego DNA i sprawdzanie, czy jest ono komplementarne do 20-parowego regionu dystansowego prowadzącego RNA (region dystansowy RNA). Jeśli tak, obce DNA zostaje pocięte.
Aplikacje
Technologia ta została wykorzystana do wyłączania genów w ludzkich liniach komórkowych i komórkach, do badania Candida albicans, do modyfikacji drożdży wykorzystywanych do produkcji biopaliw oraz do genetycznej modyfikacji szczepów roślin uprawnych.
Pytania i odpowiedzi
P: Co oznacza skrót CRISPR?
O: CRISPR to skrót od Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats.
P: Gdzie występuje CRISPR?
O: CRISPR znajduje się w kodzie genetycznym prokariotów, do których należy większość bakterii i archaii.
P: Jaki był cel odkrycia CRISPR?
O: Celem odkrycia CRISPR było zrozumienie jego struktury i funkcji jako obrony przed atakiem wirusów.
P: Jak działa CRISPR?
O: CRISPR działa dzięki temu, że ma krótkie powtarzające się sekwencje, które działają jak adaptacyjny system odpornościowy dla prokariotów, pozwalając im zapamiętać i przeciwdziałać bakteriofagom, które na nich żerują. To zapewnia bakteriom odporność nabytą.
P: Co można zrobić za pomocą CRISPR?
O: Dzięki CRISPR naukowcy mogą modyfikować geny prawie każdego organizmu i wykorzystywać go jako narzędzie do wycinania i wstawiania genów w modyfikacjach genetycznych (GMO). Ponadto prowadzone są badania nad znalezieniem sposobów, w jaki można je wykorzystać do zwalczania chorób wirusowych u ludzi (terapia genowa).
P: Kiedy dokonano odkrycia CRISPR?
O: Odkrycia CRISRP dokonano w XXI wieku.
