CRISPR | un término en la investigación del ADN

Autor: Leandro Alegsa

24-11-2022

CRISPR es un término en la investigación del ADN. Significa repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente intercaladas. Forman parte del código genético de los procariotas: la mayoría de las bacterias y arqueas lo tienen. Es su defensa contra el ataque de los virus. Su estructura y función se descubrió en el siglo XXI.

CRISPR tiene muchas secuencias cortas repetidas. Estas secuencias forman parte de un sistema inmunitario adaptativo de los procariotas. Les permite recordar y contrarrestar los bacteriófagos que se ceban con ellos. Funcionan como una especie de inmunidad adquirida para las bacterias.

Pueden modificar los genes de casi cualquier organismo. Los investigadores los utilizan como herramienta para cortar e insertar genes en la modificación genética (MG). Se está trabajando para descubrir cómo pueden utilizarse para atacar enfermedades víricas en los seres humanos (terapia génica).

Diagrama de un locus CRISPR. Hay tres partes principales. 1. Los genes cas, 2. Una secuencia líder, y 3. Una matriz de repetición-espaciador. La disposición de los tres componentes no siempre es como se muestra

La proteína CRISPR en cascada (cian) unida al ARN CRISPR (verde) y al ADN del fago (rojo)

Cómo funciona

Cada repetición va seguida de segmentos cortos de "ADN espaciador". Estos provienen de exposiciones anteriores a un virus bacteriano o a un plásmido. Los espaciadores CRISPR reconocen y cortan los elementos genéticos extraños de forma similar a la interferencia del ARN en los organismos eucariotas.

En efecto, los espaciadores son fragmentos de ADN de virus que han intentado previamente atacar la línea celular. El origen extraño de los espaciadores fue una señal para los investigadores de que el sistema CRISPR/cas podría tener un papel en la inmunidad adaptativa en las bacterias.

El corte real lo realiza una nucleasa llamada Cas9. La Cas9 tiene dos sitios de corte activos, uno para cada hebra de la doble hélice del ADN. La Cas9 lo hace desenrollando el ADN extraño y comprobando si es complementario a la región espaciadora de 20 pares de bases del ARN guía (el ARN de la región espaciadora). Si lo es, el ADN extraño se trocea.

Aplicaciones

El CRISPR es un sistema de defensa antiviral que se originó en bacterias y arqueas. La edición de genes es una explotación humana de CRISPR.

La tecnología se ha utilizado para desactivar genes en líneas celulares y células humanas, para estudiar la Candida albicans, para modificar levaduras utilizadas para fabricar biocombustible y para modificar genéticamente cepas de cultivos.

El sistema CRISPR-Cas9 corta el ADN, pero puede hacer más. Puede activar y desactivar la expresión de los genes y puede utilizarse para etiquetar con fluorescencia determinadas secuencias.

Premio Nobel

La comprensión y el desarrollo de la técnica de edición del genoma CRISPR-Cas9 han sido galardonados con el Premio Nobel de Química de 2020. El premio fue concedido conjuntamente a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué significa CRISPR?

R: CRISPR son las siglas de Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats.

P: ¿Dónde se encuentra CRISPR?

R: El CRISPR se encuentra en el código genético de los procariotas, que incluye a la mayoría de las bacterias y arqueas.

P: ¿Cuál fue el objetivo del descubrimiento de CRISPR?

R: El propósito de descubrir el CRISPR fue comprender su estructura y función como defensa contra el ataque de los virus.

P: ¿Cómo funciona CRISPR?

R: CRISPR funciona al tener secuencias cortas repetidas que actúan como un sistema inmunitario adaptativo para los procariotas, permitiéndoles recordar y contrarrestar a los bacteriófagos que los atacan. Esto proporciona una inmunidad adquirida a las bacterias.

P: ¿Qué se puede hacer con CRISPR?

R: Con CRISPR, los investigadores pueden modificar los genes de casi cualquier organismo, y utilizarlo como herramienta para cortar e insertar genes en la modificación genética (MG). Además, se está investigando para encontrar la forma de utilizarlo para atacar enfermedades víricas en humanos (terapia génica).

P: ¿Cuándo se produjo el descubrimiento de CRISPR?

R: El descubrimiento de CRISRP se realizó en el siglo XXI.