Геном CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — это часть генетической системы иммунитета, которая используется бактериями и археями для защиты от инфекций вирусами и другими иностранными ДНК-молекулами. Геном CRISPR состоит из рядов повторяющихся последовательностей ДНК, разделенных участками, называемыми «межкластерными последовательностями» (англ. intercluster sequences, ICS). Межкластерные последовательности включают куски ДНК, которые бактерии и археи могут использовать для идентификации иностранных ДНК-молекул.
CRISPR-ассоциированные (Cas) белки включаются в систему иммунитета бактерий и архей. Когда бактерия или архея обнаруживает иностранную ДНК, Cas-белки используют межкластерные последовательности, чтобы найти и распознать соответствующую последовательность иностранной ДНК. Затем Cas-белки разрезают эту ДНК и удаляют ее из генома организма. Если вирус попытается атаковать организм снова, система CRISPR будет готова его распознать и эффективно уничтожить.
С помощью генетической инженерии и технологии редактирования генома, такой как CRISPR-Cas9, ученые могут использовать систему CRISPR для изменения генома живых организмов. С помощью этой технологии можно добавлять, удалить или изменять гены, что может быть полезно для лечения генетических болезней или улучшения урожаев в сельском хозяйстве.
Однако, использование технологии CRISPR также вызывает этические и юридические вопросы, так как она может быть использована для изменения генома людей или животных с целью улучшения физических или умственных характеристик.
Метод редактирования генома crispr
CRISPR/Cas9 — это наиболее распространенный метод редактирования генома, использующий белок Cas9, который способен резать двухцепочечную ДНК в определенном месте. Он работает следующим образом: специальные РНК-молекулы (гидры) спариваются с участком ДНК, который нужно изменить, и направляют белок Cas9 на этот участок. Белок Cas9 затем режет ДНК в месте, где он должен вступить в контакт с гидрой, образуя два конца разрыва.
Этот метод может использоваться для различных целей, таких как инактивация гена (когда ген становится неактивным), замещение одного гена другим, вставка нового гена, изменение регуляторных участков генов и даже модификация эпигенетических меток в геноме.
Существуют также другие модификации CRISPR/Cas9, такие как CRISPR/Cpf1, CRISPR/Cas12a и CRISPR/Cas13, которые позволяют редактировать геном с высокой точностью и эффективностью.
С помощью этой технологии можно удалить определенные гены или добавить новые гены в геном живого организма. Для добавления нового гена в геном используются два разных подхода: либо ген может быть вставлен в участок ДНК, где был удален другой ген, либо ген может быть добавлен в новое место в геноме, используя специальные инструменты, такие как «синтез вида А» (англ. AAV-synthesizer).
CRISPR-технология имеет большой потенциал для решения многих проблем в области медицины и сельского хозяйства. Однако, как и любая технология, она может вызвать этические и юридические вопросы, связанные с возможностью изменения генома людей или животных. Поэтому, необходимо учитывать эти факторы и использовать эту технологию ответственно.
