Hệ thống CRISPR / Cas • Vera Mukhina • Ảnh khoa học về Ngày trên “Yếu tố” • Di truyền học

Hệ thống CRISPR / Cas

Hình này cho thấy cơ chế hoạt động của "kéo thông minh" cho các hệ thống DNA CRISPR / Cas. Viết tắt này ẩn một công cụ mạnh mẽ để chỉnh sửa bộ gen, có cơ chế hành động, như thường xảy ra, đã bị bỏ qua bởi thiên nhiên và đưa vào phục vụ của con người.

Nhiều vi khuẩn và xương vòm có tương tự như hệ miễn dịch của chúng ta. Nó cho phép bạn ghi nhớ virus và ngăn chặn các nỗ lực lặp đi lặp lại tại nhiễm trùng. Một phần đặc biệt của DNA (băng CRISPR, tiếng Anh Clustered thường xuyên Interspaced ngắn Palindromic lặp đi lặp lại) được sử dụng như một thiết bị lưu trữ.Nó trông giống như rất nhiều trình tự duy nhất cách nhau bởi sự lặp lại. Trình tự duy nhất là các phần của mã di truyền của virus đã từng cố gắng lây nhiễm vi khuẩn, trên thực tế, các định danh của chúng. Mỗi khi một vi khuẩn đối phó với nhiễm virus, một đoạn DNA virus được đưa vào đầu băng. Vì vậy, nó chỉ ra một cái gì đó giống như một thẻ y tế của một loại vi khuẩn, nơi tất cả các bệnh của nó được ghi lại theo thứ tự thời gian.

Cái gọi là CRISPR-RNA (crRNA), được tổng hợp từ trang này, liên kết với phức hợp protein Cas, cũng được mã hóa trong hệ gen của vi khuẩn. Giống như một cảnh sát trưởng với một bức chân dung của một tên tội phạm,Cas (màu be được đánh dấu ở hình trên) với crRNA (màu xanh lá) di chuyển xung quanh ô và khi gặp chính tội phạm – mã virus với vùng tương đồng (màu xanh) – cắt nó, ngăn chặn nhiễm trùng.

Về mặt lý thuyết, hệ thống này không chỉ cắt đứt ADN của virus mà còn phải cắt riêng DNA ở vị trí đặt băng CRISPR. Điều này không xảy ra vì vi khuẩn có thể phân biệt ADN của nó với một DNA ở nước ngoài bằng các trình tự gắn thẻ DNA bổ sung. Trong một số loại hệ thống, DNA của vi khuẩn được dán nhãn và trong một số virus.

Phức tạp với protein Cas9 tìm thấy một phần của DNA (màu lam) tương đồng với crRNA hiện có (màu xanh lục), lai với nó và làm cho một vết rạch hai sợi mà trong đó khu vực mong muốn sau đó được chèn bằng cách sử dụng tái tổ hợp tương đồng trên cơ sở mẫu. Mẫu bao gồm một chuỗi tương đồng (màu lam), được trang bị một chèn (màu đỏ) ở đúng nơi. Hình ảnh từ sites.tufts.edu

Hóa ra Cas có thể hoạt động không chỉ trong các tế bào vi khuẩn. Nếu bạn trượt nó thay vì bất kỳ mã virus crRNA c khác, nó sẽ cắt DNA nơi có một đoạn tương đồng.Tài sản này được phát minh để được sử dụng khi chỉnh sửa bộ gen: đầu tiên, với những "kéo thông minh", một đoạn cắt của phần DNA mong muốn được tạo ra, và sau đó thiệt hại được "chữa lành" bằng cách sử dụng một mẫu DNA nhất định, trong đó có những thay đổi cần thiết.

Ảnh từ artofthecell.com.

Xem thêm:
1) Hệ thống miễn dịch prokaryotic sẽ giúp chỉnh sửa bộ gen, "Elements", 12.03.2013.
2) Vi khuẩn kế thừa khả năng miễn dịch, "Elements", 01/21/2010.

Vera Mukhina


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: