CRISPR

Autor: Leandro Alegsa

20-04-2022

CRISPR je termín používaný v mikrobiologii. Je to zkratka pro Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats (pravidelně rozmístěné krátké palindromické repetice). Jedná se o přirozený úsek genetického kódu, který se vyskytuje u prokaryot: má ho většina bakterií a archeí.

CRISPR má mnoho krátkých opakujících se sekvencí. Tyto sekvence jsou součástí adaptivního imunitního systému prokaryot. Umožňuje jim zapamatovat si a čelit jiným organismům, které na nich kořistí, například bakteriofágům.

Mají potenciál modifikovat geny téměř jakéhokoli organismu. Jsou součástí nástroje, který umožňuje přesně cílené řezání a vkládání genů při genetické modifikaci (GM). Pracuje se na tom, aby se zjistilo, jak je lze využít k útoku na virová onemocnění u lidí.

Schéma lokusu CRISPR. Má tři hlavní části. 1. geny Cas, 2. vedoucí sekvence a 3. pole opakování a distenzátorů. Uspořádání těchto tří složek není vždy takové, jak je znázorněno.

Jak to funguje

Po každém opakování následují krátké úseky "spacer DNA" z předchozích expozic bakteriálnímu viru nebo plasmidu. Spacery CRISPR rozpoznávají a rozřezávají cizí genetické elementy podobně jako RNA interference u eukaryotických organismů.

V podstatě se jedná o fragmenty DNA virů, které se předtím pokusily napadnout buněčnou linii. Cizí zdroj spacerů byl pro vědce znamením, že systém CRISPR/cas by mohl hrát roli v adaptivní imunitě bakterií.

Vlastní řezání provádí nukleáza zvaná Cas9. Cas9 má dvě aktivní řezná místa, jedno pro každé vlákno dvojité šroubovice DNA. Cas9 to dělá tak, že odvíjí cizí DNA a kontroluje, zda je komplementární ke 20 párům bází distanční oblasti vodicí RNA (RNA distanční oblasti). Pokud ano, cizí DNA se rozseká.

Aplikace

Tato technologie byla použita k vypínání genů v lidských buněčných liniích a buňkách, ke studiu Candida albicans, k modifikaci kvasinek používaných k výrobě biopaliv a ke genetické modifikaci kmenů plodin.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co znamená zkratka CRISPR?

A: CRISPR je zkratka pro Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats (Pravidelně rozmístěné krátké palindromické repetice).

Otázka: Kde se CRISPR nachází?

A: CRISPR se nachází v genetickém kódu prokaryot, kam patří většina bakterií a archeí.

Otázka: Jaký byl účel objevu CRISPR?

Odpověď: Účelem objevu CRISPR bylo pochopit jeho strukturu a funkci jako obranu proti napadení viry.

Otázka: Jak CRISPR funguje?

Odpověď: CRISPR funguje tak, že má krátké opakující se sekvence, které fungují jako adaptivní imunitní systém pro prokaryota a umožňují jim zapamatovat si a čelit bakteriofágům, které na ně útočí. Bakterie tak získávají získanou imunitu.

Otázka: Co lze pomocí CRISPR dělat?

Odpověď: Pomocí CRISPR mohou vědci upravovat geny téměř jakéhokoli organismu a používat jej jako nástroj pro řezání a vkládání genů při genetických modifikacích (GM). Kromě toho probíhá výzkum, jehož cílem je najít způsoby, jak je lze využít k útoku na virová onemocnění u lidí (genová terapie).

Otázka: Kdy byl CRISPR objeven?

Odpověď: CRISRP byl objeven v 21. století.