CRISPR | et begreb inden for DNA-forskning
CRISPR er et begreb inden for DNA-forskning. Det står for clustered regularly-interspaced short palindromic repeats. Disse er en del af den genetiske kode i prokaryoter: de fleste bakterier og arkæer har dem. Det er deres forsvar mod angreb fra vira. Dens struktur og funktion blev opdaget i det 21. århundrede.
CRISPR har en masse korte gentagne sekvenser. Disse sekvenser er en del af et adaptivt immunsystem for prokaryoter. Det gør det muligt for dem at huske og imødegå de bakteriofager, der angriber dem. De fungerer som en slags erhvervet immunitet for bakterier.
De kan ændre generne i næsten alle organismer. Forskere bruger dem som et redskab til at skære og indsætte gener i genetisk modificering (GM). Der arbejdes på at finde ud af, hvordan de kan bruges til at angribe virussygdomme hos mennesker (genterapi).
Diagram af et CRISPR-lokus. Der er tre hoveddele. 1. cas-gener, 2. en ledersekvens og 3. Et gentagelses-spacer-array. Arrangementet af de tre komponenter er ikke altid som vist
CRISPR Cascade-protein (cyan) bundet til CRISPR RNA (grøn) og fage-DNA (rød)
CRISPR/Cas9
Sådan fungerer det
Hver gentagelse efterfølges af korte segmenter af "spacer-DNA". Disse kommer fra tidligere eksponeringer for en bakterievirus eller et plasmid. CRISPR-spacers genkender og skærer de fremmede genetiske elementer op på en måde, der minder om RNA-interferens i eukaryote organismer.
Spacerne er faktisk fragmenter af DNA fra virus, der tidligere har forsøgt at angribe cellelinjen. Den fremmede kilde til spacerne var for forskerne et tegn på, at CRISPR/cas-systemet kunne spille en rolle i den adaptive immunitet hos bakterier.
Selve opskæringen foretages af en nuclease kaldet Cas9. Cas9 har to aktive skærepladser, en for hver streng af DNA's dobbeltspiral. Cas9 gør dette ved at afvikle fremmed DNA og kontrollere, om det er komplementært til 20 basepars spacer-regionen i guide-RNA'et (spacer-regions-RNA'et). Hvis det er tilfældet, bliver det fremmede DNA hakket i stykker.
Anvendelser
CRISPR er et antiviralt forsvarssystem, som stammer fra bakterier og arkæer. Genredigering er en menneskelig udnyttelse af CRISPR.
Teknologien er blevet brugt til at slukke gener i menneskelige cellelinjer og celler, til at undersøge Candida albicans, til at ændre gær, der anvendes til fremstilling af biobrændsel, og til genetisk at ændre afgrøder.
CRISPR-Cas9-systemet skærer DNA, men kan mere. Det kan tænde og slukke for genekspression og kan bruges til fluorescerende mærkning af bestemte sekvenser.
Nobelpris
Forståelsen og udviklingen af CRISPR-Cas9-teknikken til redigering af genomet blev belønnet med Nobelprisen i kemi i 2020. Prisen blev tildelt Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna i fællesskab.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad står CRISPR for?
A: CRISPR står for Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats.
Q: Hvor findes CRISPR?
A: CRISPR findes i den genetiske kode hos prokaryoter, som omfatter de fleste bakterier og arkæer.
Spørgsmål: Hvad var formålet med at opdage CRISPR?
Svar: Formålet med at opdage CRISPR var at forstå dets struktur og funktion som et forsvar mod angreb fra virus.
Spørgsmål: Hvordan virker CRISPR?
Svar: CRISPR fungerer ved at have korte gentagne sekvenser, der fungerer som et adaptivt immunsystem for prokaryoter, så de kan huske og imødegå bakteriofager, som angriber dem. Dette giver bakterier erhvervet immunitet.
Spørgsmål: Hvad kan man gøre med CRISPR?
A: Med CRISPR kan forskerne ændre generne i næsten alle organismer og bruge det som et redskab til at skære og indsætte gener i genetisk modificering (GM). Desuden forskes der i måder, hvorpå de kan bruges til at angribe virussygdomme hos mennesker (genterapi).
Spørgsmål: Hvornår blev CRISPR opdaget?
Svar: Opdagelsen af CRISRP blev gjort i det 21. århundrede.
