CRISPR
Το CRISPR είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στη μικροβιολογία. Σημαίνει Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats. Πρόκειται για ένα φυσικό τμήμα του γενετικού κώδικα που απαντάται στους προκαρυώτες: τα περισσότερα βακτήρια και αρχαία το διαθέτουν.
Το CRISPR έχει πολλές σύντομες επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες. Αυτές οι αλληλουχίες αποτελούν μέρος ενός προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος για τους προκαρυώτες. Τους επιτρέπει να θυμούνται και να αντιμετωπίζουν άλλους οργανισμούς που τους κυνηγούν, όπως οι βακτηριοφάγοι.
Έχουν τη δυνατότητα να τροποποιήσουν τα γονίδια σχεδόν κάθε οργανισμού. Αποτελούν μέρος ενός εργαλείου που επιτρέπει τη στοχευμένη κοπή και εισαγωγή γονιδίων με ακρίβεια στη γενετική τροποποίηση (ΓΤ). Οι εργασίες βρίσκονται σε εξέλιξη για να βρεθεί πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντιμετώπιση ασθενειών που προκαλούνται από ιούς στον άνθρωπο.
Διάγραμμα ενός τόπου CRISPR. Υπάρχουν τρία κύρια μέρη. 1. τα γονίδια cas, 2. μια αλληλουχία ηγέτη και 3. Μια σειρά επαναλήψεων-διαστημάτων. Η διάταξη των τριών συστατικών δεν είναι πάντα όπως φαίνεται.
Πώς λειτουργεί
Κάθε επανάληψη ακολουθείται από μικρά τμήματα "spacer DNA" από προηγούμενες εκθέσεις σε βακτηριακό ιό ή πλασμίδιο. Τα spacers του CRISPR αναγνωρίζουν και τεμαχίζουν τα ξένα γενετικά στοιχεία με τρόπο παρόμοιο με την παρέμβαση RNA στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς.
Στην πραγματικότητα, οι αποστάτες είναι θραύσματα DNA από ιούς που έχουν προηγουμένως προσπαθήσει να επιτεθούν στην κυτταρική σειρά. Η ξένη πηγή των spacers ήταν ένα σημάδι για τους ερευνητές ότι το σύστημα CRISPR/cas θα μπορούσε να έχει ρόλο στην προσαρμοστική ανοσία στα βακτήρια.
Η πραγματική κοπή γίνεται από μια νουκλεάση που ονομάζεται Cas9. Η Cas9 διαθέτει δύο ενεργές θέσεις κοπής, μία για κάθε σκέλος της διπλής έλικας του DNA. Η Cas9 το κάνει αυτό ξετυλίγοντας το ξένο DNA και ελέγχοντας αν είναι συμπληρωματικό προς την περιοχή διαστήματος 20 ζευγών βάσης του RNA-οδηγού (το RNA της περιοχής διαστήματος). Εάν είναι, το ξένο DNA τεμαχίζεται.
Εφαρμογές
Η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί για την απενεργοποίηση γονιδίων σε ανθρώπινες κυτταρικές σειρές και κύτταρα, για τη μελέτη της Candida albicans, για την τροποποίηση ζυμομυκήτων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοκαυσίμων και για τη γενετική τροποποίηση στελεχών καλλιεργειών.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι σημαίνει CRISPR;
A: CRISPR σημαίνει Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats (Συσταδοποιημένες κανονικά διατεταγμένες σύντομες παλίνδρομες επαναλήψεις).
Ε: Πού βρίσκεται το CRISPR;
Α: Το CRISPR βρίσκεται στον γενετικό κώδικα των προκαρυωτών, στους οποίους περιλαμβάνονται τα περισσότερα βακτήρια και αρχαία.
Ερ: Ποιος ήταν ο σκοπός της ανακάλυψης του CRISPR;
Α: Ο σκοπός της ανακάλυψης του CRISPR ήταν η κατανόηση της δομής και της λειτουργίας του ως άμυνας κατά της επίθεσης από ιούς.
Ε: Πώς λειτουργεί το CRISPR;
Α: Το CRISPR λειτουργεί έχοντας σύντομες επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες που λειτουργούν ως προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα για τους προκαρυώτες, επιτρέποντάς τους να θυμούνται και να αντιμετωπίζουν τους βακτηριοφάγους που τους επιβουλεύονται. Αυτό παρέχει επίκτητη ανοσία για τα βακτήρια.
Ερ: Τι μπορεί να γίνει με το CRISPR;
Α: Με το CRISPR, οι ερευνητές μπορούν να τροποποιήσουν τα γονίδια σχεδόν οποιουδήποτε οργανισμού και να το χρησιμοποιήσουν ως εργαλείο για την κοπή και την εισαγωγή γονιδίων στη γενετική τροποποίηση (ΓΤ). Επιπλέον, διεξάγονται έρευνες για την εξεύρεση τρόπων με τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσβολή ασθενειών που προκαλούνται από ιούς στον άνθρωπο (γονιδιακή θεραπεία).
Ερ: Πότε έγινε η ανακάλυψη του CRISPR;
Α: Η ανακάλυψη του CRISRP έγινε τον 21ο αιώνα.
