CRISPR

Białko Cas, stanowiące kluczowy element systemu CRISPR/Cas (kolor niebieski) związane z nicią DNA (kolor pomarańczowy)

CRISPR (ang. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) – system obrony organizmów prokariotycznych (bakterii i archeonów) przed egzogennymi elementami genetycznymi (np. bakteriofagami czy plazmidami). System ten opiera się na przechowywaniu w genomie fragmentów "obcego" (egzogennego) DNA, pozyskiwanego np. w trakcie infekcji wirusowej, aby możliwe było w przyszłości wykrycie takiej sekwencji, czemu towarzyszyć będzie zniszczenie (za sprawą enzymów tnących nić DNA, czyli nukleaz) obcego elementu genetycznego.

System CRISPR jest obecnie wykorzystywany w biotechnologii do celowego modyfikowania genomu (edycja genów) w precyzyjnie wybranych miejscach. Następuje to poprzez połączenie systemu CRISPR, potrafiącego wybiórczo wiązać się z ustaloną sekwencją DNA, z endonukleazą Cas9, dokonującą enzymatycznego przecięcia nici DNA w pobliżu tej sekwencji – stąd określenie CRISPR/Cas. W najprostszej postaci metoda ta pozwala na samo przecięcie nici DNA, jednak po połączeniu jej z mechanizmami naprawy DNA możliwe jest wycięcie określonego segmentu DNA i następnie "wklejenie" w to samo miejsce dostarczonej z zewnątrz sekwencji genetycznej[1].

Metoda CRISPR/Cas pełni obecnie ważną rolę w biotechnologii. Ze względu na fakt, że wybór miejsca „cięcia” dokonuje się za sprawą parowania pomiędzy dwiema nićmi DNA (a więc stabilność uzyskanego kompleksu jest zapewniana przez parowanie Watsona-Cricka), opracowanie metody modyfikacji genomu w dowolnym wybranym miejscu jest względnie łatwe – zwłaszcza w porównaniu z wcześniejszymi metodami edycji genomu, np. za pomocą nukleaz z motywem palca cynkowego. W tym ostatnim przypadku parowanie pomiędzy nukleazą a nicią DNA dokonuje się za sprawą oddziaływań białko-DNA, co wymaga długotrwałych, żmudnych procedur biotechnologicznych i obliczeniowych.

Względna „łatwość” metody CRISPR/Cas jest jednym z powodów, dla których wywołuje one tak silne kontrowersje etyczne[2].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ Ayal Hendel i inni, Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas genome editing in human primary cells, „Nature Biotechnology”, 33 (9), s. 985–989, DOI: 10.1038/nbt.3290, PMID: 26121415, PMCID: PMC4729442 (ang.).
  2. ↑ Heidi Ledford, CRISPR, the disruptor, „Nature”, 522 (7554), 2015, s. 20–24, DOI: 10.1038/522020a, PMID: 26040877 (ang.).c?

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

CAS 4qyz.png
Autor: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com), Licencja: CC BY-SA 4.0
Type-I CRISPR RNA-guided surveillance complex (Cas, blue) bound to a ssDNA target (orange).

The type I surveillance complex in Escherichia coli is known as Cascade (CRISPR-associated complex for antiviral defense), a 405-kDa complex consisting of eleven subunits of five Cas proteins (Cse1, Cse2, Cas7, Cas5, and Cas6e) and a 61-nucleotide crRNA (also orange).

Based on PDB ID 4QYZ