El término CRISPR/CAS hace referencia a la unión de CRISPIR, que siginfica en español repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas y Cas 9, que es una endonucleasa guiada por el ARN de CRISPR.

Fue descubierto por el Dr. Francis Mojica en 1993 como un «sistema inmune» bacteriano. Básicamente secuestra un fragmento del bacteriófago que la infecta en una parte de su ADN, entre unas secuencias palindrómicas, para posteriormente reconocerlo ante una segunda infección y destruir el ADN del fago.

Pero no fue hasta 2012 cuando las investigadoras Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier descubrieron su aplicación en la ingeniería genética.

¿Cómo funciona?

En el artículo Advances in Industrial Biotechology Usig CRISPR/CAS Systems de Donohoue PD et al. explica cómo funciona este sistema.

Los tres estados del sistema CRISPR/CAS en la inmunidad adaptativa son: adaptación, expresión e interferencia.

ADAPTACIÓN

• (A) El hospedador es invadido por un ADN extraño durante la infección.
• (B) Varios genes cas se expresan y enlazan a porciones de ADN protoespaciador.
• Una vez unida, (C) la secuencia de ADN se incorpora adyacente a la secuencia líder de la matriz CRISPR, flanqueada por una secuencia de repetición (diamantes grises).

EXPRESIÓN

• (D) Se inicia mediante la transcripción de la cadena CRISPR como una transcripción única.
• (E) Los elementos espaciadores repetidos individuales son procesados por una endonucleasa en ARN CRISPR (crRNA).
• (F) El crRNA se une posteriormente por la nucleasa Cas.
• El complejo Cas: crRNA es capaz de (G) sondear el ADN invasor para encontrar una secuencia protoespaciadora complementaria.

INTERFERENCIA

• (H) el complejo Cas: crRNA identifica una secuencia que es complementaria al espaciador y adyacente al motivo adyacente protoespaciador (PAM).
• (I) El ADN invasor es escindido por Cas-nucleasa para prevenir la infección. Se produce la modificación genética humana.

Algunos usos del Sistema CRISPR/CAS

• Edición del genoma en especies industrialmente importantes
• Herramientas genéticas que antes no estaban disponibles
• Aumentar la cantidad de productos químicos y fermentativos
• Ampliar la diversidad de cepas de producción industrial
• Informar del origen y divergencia de las cepas
• Detectar patógenos alimentarios, humanos y de cultivos industriales (SPOLIGOTYPING)
• Prevenir deterioro de materia prima de fermentaciones
• Vacunar bacterias contra fagos
• Eliminar cepas después de fermentación

Microorganismos modificados usando el sistema CRISPR/CAS

Artículos que pueden interesarte

• ¿Cómo se descubre la causa genética de una patología?
• Libros de genética para principiantes. Descubre los genes
• No puedo vivir sin ti: los genes esenciales para vivir
• ¿Qué es la Organización del Genoma Humano?

Referencias:

Donohoue PD, Barrangou R, May AP. Advances in Industrial Biotechnology Using CRISPR/CAS Systems. Trends Biotechnol. 2018;36(2):134 146. doi:10.1016/j.tibtech.2017.07.007