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12.9: Edición de ARN - Biología

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La edición de ARN se refiere a cambiar la secuencia de ARN después de la transcripción, ya sea agregando nucleótidos, eliminándolos o sustituyéndolos uno por otro. El grado de edición es espectacular en algunos ARNm, p. Ej. en las mitocondrias de tripanosomas y Leishmania. Por ejemplo, para algunos ARNm, el 55% de la secuencia de nucleótidos se agrega después de la transcripción. En muchos de los casos caracterizados hasta ahora, se inserta una pequeña cantidad de U en muchos lugares del ARNm. Se conocen otros ejemplos de eliminación de U y de adición de C para otros genes mitocondriales de otros organismos.

En al menos algunos casos, los nucleótidos adicionales se agregan bajo la dirección de los ARN guía que están codificados en otras partes del genoma mitocondrial. Una parte del ARN guía es complementaria del ARNm en las proximidades de la posición en la que se agregarán los nucleótidos (Figura 3.3.16). La U en el extremo 3 'del ARN guía inicia una serie de reacciones de transferencia de fosfoéster para insertarse en el ARNm (ver la parte inferior de la Figura 3.3.16). Se pueden agregar más U en el extremo 3 'del ARN guía, una a la vez. Nótese la similitud en el mecanismo entre estas inserciones de nucleótidos (edición) y el auto-empalme del intrón del Grupo I.

Para una situación en la que un segmento de ADN codifica el ARNm sin editar y otros dos segmentos de ADN codifican los ARN guía necesarios para la edición, el "gen" se codifica en tres porciones, mutaciones en las que se complementarían en trans. Este es un contraejemplo de una de nuestras definiciones más poderosas de un gen.

En los mamíferos, se producen dos formas diferentes de apolipoproteína B, una en el hígado y otra en el intestino. La forma intestinal es mucho más corta debido a un codón de terminación más temprano. Sorprendentemente, solo se encuentra un gen y debe codificar ambos de ApoB. Una enzima específica debe cambiar un nucleótido del ARNm por apolipoproteína B (una C en el codón 2153, CAA) postranscripcionalmente de una C a una U para generar el codón de terminación (UAA) que se encuentra en la forma intestinal.

Esta actividad enzimática está presente en una proteína con no componente de ARN aparente y, por lo tanto, no hay ARN guía obvio. Por tanto, parece funcionar mediante un mecanismo claramente diferente al de la edición en las mitocondrias protistas (véase, por ejemplo, Greeve, J. et al., 1991, Nucleic Acids Research 19: 3569-3576).


Biología Molecular

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Abstracto

En 1989, tres laboratorios (en Canadá, Francia y Alemania) informaron de forma independiente y simultánea el descubrimiento de la edición de ARN C-a-U en mitocondrias de plantas (1-3). Para conmemorar el 20 aniversario de este hallazgo, los líderes de los tres equipos de investigación han escrito ensayos personales que describen los eventos que llevaron al descubrimiento en cada uno de sus laboratorios. Estos ensayos están destinados no solo a capturar hechos históricos, sino también a ilustrar una convergencia inesperada en el proceso de descubrimiento científico, con diferentes grupos que llegan a la misma conclusión, a menudo muy juntos en el tiempo, basándose en diferentes tipos de evidencia y a veces a través de diferentes métodos. hipótesis y enfoques. En esta descripción general se proporciona información básica esencial relacionada con la edición de ARN en general y la edición de ARN en orgánulos de plantas en particular. © 2009 IUBMB IUBMB Life, 61: 1101–1104, 2009


2. Diversidad funcional y estructural del ARN: la base para el desarrollo de aptámeros

En los últimos años, la conciencia de la importancia del ARN ha aumentado constantemente entre los investigadores, debido a la lista cada vez mayor de varias funciones del ARN (revisada por Breaker y Joyce) [35]. Existe una gran cantidad de moléculas de ARN no codificante (ncRNA) en células procariotas y eucariotas, en su mayoría involucradas en muchos procesos biológicos conocidos, por ejemplo, transcripción, maduración de ARN, traducción y control epigenético de la expresión génica. Además, el ARN mensajero (ARNm) envía la información genética del genoma a la maquinaria de traducción celular. El ARN ribosómico altamente estructurado (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt) juegan un papel crucial en la traducción. La primera es la parte estructural y catalítica del ribosoma [36] y la segunda es la molécula adaptadora [37]. Tanto las ribozimas sintéticas como las nativas exhiben actividad enzimática [38,39,40]. El ARN pequeño bacteriano (ARNs) [41] el ARN micro (miARN) [42] y el ARN interferente pequeño eucariota (ARNip) [43] participan en la regulación de la expresión génica. El ARN nuclear pequeño (snRNA) está involucrado en el empalme del ARNm eucariota [44]. El ARN nucleolar pequeño (ARNsno) está involucrado en la modificación química (metilación y pseudouridilación) y maduración del ARNr eucariota [45].

De hecho, los aptámeros de ARN se unen selectivamente a varios objetivos e influyen en sus funciones [46]. Las aptazimas son moléculas artificiales compuestas por un aptámero y una ribozima, introducidas por primera vez en 1997 [47]. Por tanto, las aptazimas tienen dos motivos estructurales principales, uno para el reconocimiento mientras que el otro es catalítico, además de una región espaciadora para controlar las fuerzas intermoleculares y las interacciones entre los dos motivos. Los ribosconmutadores son otro ejemplo que incluye un motivo aptámero de ARN y un motivo de expresión. Tras la unión del ligando, la parte aptámera de los riboconmutadores induce cambios conformacionales en toda la molécula, lo que resulta en cambios significativos en la tasa de traducción y expresión génica [48].

La diversidad funcional de las moléculas de ARN revela el enorme potencial para el desarrollo de nuevos fármacos basados ​​en ARN. Los principales candidatos de tales moléculas se incluyen en los grupos de aptámeros de ARN, miARN y ARNip. Las dos últimas moléculas regulan y suprimen la síntesis de proteínas, por lo que son excelentes candidatos a fármacos antineoplásicos [49,50]. Los aptámeros de ARN, junto con los miARN y los ARNip, pueden mejorar en gran medida la administración de fármacos a las moléculas diana.

Uno de los principales inconvenientes de adoptar ARN con fines terapéuticos es la corta vida media, debido a la prevalencia de nucleasas en el plasma sanguíneo. Este parámetro farmacocinético que determina la distribución y el aclaramiento es de crucial importancia para cualquier fármaco. De hecho, los oligonucleótidos existen durante no más de unas pocas decenas de minutos en el plasma sanguíneo, lo que hace que estos candidatos a fármacos sean desventajosos. Sin embargo, este problema se ha resuelto introduciendo algunas modificaciones químicas en los nucleótidos para proteger al polímero de ARN del efecto hidrolizante de las nucleasas y mejorando las propiedades farmacocinéticas mientras se mantiene la actividad farmacodinámica. Otra solución para prolongar la vida media es mediante el uso de nanopartículas de ARN [51,52,53].

En el caso de utilizar nucleótidos modificados químicamente, se pueden añadir antes o después de SELEX. Para la primera opción, el nucleósido trifosfato se puede utilizar para la síntesis de aptámeros después de introducir una de las siguientes modificaciones en la posición 2 & # x02032 del azúcar ribosa: 2 & # x02032 amino pirimidina, 2 & # x02032 fluoropirimidina, 2 & # x02032-O-metilpirina y 2 & # x02032-O-metilpirimidina. Ayudado por ARN polimerasas especiales, por ejemplo, T7 ARN polimerasa, 2-OLos monómeros de pirimidina metilados pueden catalizarse para sintetizar polímeros de ARN [54]. Para la segunda opción, debe tenerse en cuenta que la adición de cualquier resto puede afectar la conformación del aptámero y su actividad, en consecuencia. Por esta razón, las modificaciones después de SELEX se realizan normalmente en los extremos 5 & # x02032 y 3 & # x02032 de los nucleótidos mediante la adición de polietilenglicol (PEG), biotina o componentes lipídicos. Para estabilizar el aptámero, se crea un enlace adicional entre el oxígeno 2 & # x02032 y el carbono 4 & # x02032 en la molécula de ribosa, formando lo que se denomina & # x0201ácido nucleico sincronizado & # x0201d (LNA) [53,55,56].

De hecho, la estructura 3-D y la función de cualquier aptámero están interconectadas. Algunos motivos estructurales de ARN incluyen uniones de tres vías abiertas y apiladas [57], uniones de cuatro vías similares a las estructuras de Holliday & # x02019s [58], bucles de beso, dobleces de 90 & # x000b0 [59], ángulos pseudo-torsionales [60] y muchas otras estructuras. Prácticamente, se puede diseñar un número ilimitado de estructuras diferentes a partir de los motivos antes mencionados, lo que permite al aptámero unirse a todo tipo de objetivos.

Para crear un aptámero y mantener su estructura, debe estar incrustado en el andamio supramolecular de una molécula de ARN. El ARNt humano Lys es uno de los modelos de andamio de ARN bien estudiados, además de otros ARNt [61]. La incrustación del aptámero en el tallo del anticodón dentro del ARNt promueve el plegamiento adecuado. Además, este enfoque permitió la síntesis heteróloga de aptámeros en células bacterianas, en cantidades suficientes para realizar experimentos bioquímicos y de cristalización [62].

La resistencia a las nucleasas intracelulares se considera uno de los criterios más importantes en el proceso de selección de armazones supramoleculares para incluir el aptámero. La escisión del armazón de ARN puede provocar la disociación del aptámero y la pérdida de su acción sobre el objetivo. Ésta es la desventaja de los andamios basados ​​en ARNt [63]. Empleando ARNr 5S de Vibrio proteolyticus (V5) como un armazón portador de aptámeros, en el que el dominio helicoidal III y el bucle C han sido reemplazados por un aptámero. Como resultado, se ha producido con éxito un aptámero funcional contra el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) en V. proteolyticus (V5) [64].

Los andamios más comunes incluyen phi9 3WJ, un motivo de unión de tres vías apiladas (3WJ) del bacteriófago phi29. Este motivo consta de tres fragmentos cortos de ARN (& # x0226420 nucleótidos) tras el ensamblaje, la estructura general muestra una alta estabilidad termodinámica. Se ha informado que esta estructura es estable en una solución que contiene 8 M de urea y no se disocia a concentraciones más bajas [65].

La estructura de ramificación de Phi29 3WJ es muy útil para insertar diferentes módulos funcionales en cada una de las tres hélices. Este andamio facilita el correcto plegado de otras moléculas fusionadas en su estructura. Por lo tanto, este andamio es capaz de transportar diferentes moléculas, incluidos aptámeros, miARN, ribozimas e incluso ligandos que se unen a los receptores celulares y cada uno puede colocarse en una rama separada del andamio. Gracias al correcto plegamiento de cada molécula, sus funciones se mantienen, incluida la unión celular, la penetración celular, la supresión de la expresión génica, las funciones catalíticas, entre otras [66,67,68].

Sin embargo, en células de mamíferos, junto con los aptámeros de tamaño completo, basados ​​en el andamio Phi29 3WJ, se han encontrado algunas variantes abreviadas de los aptámeros. Una de las posibles razones de este problema es que cerca del terminador de la ARN-polimerasa III hay una secuencia UUUGUU, lo que provoca la terminación prematura de la transcripción. Filonov y col. diseñó un andamio F30 basado en Phi29 3WJ después de mutar la secuencia, y se suspendió la terminación prematura [63].


12.9: Edición de ARN - Biología

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Edición del genoma mediada por CRISPR / Cascade 9: desafíos y oportunidades

Las repeticiones palindrómicas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) y Cascade 9 (también conocida como Cas9, proteína asociada a CRISPR 9) confieren protección contra virus o plásmidos invasores. El sistema CRISPR / Cascade 9 constituye una de las tecnologías genómicas más poderosas disponibles para los investigadores en la actualidad. Hasta ahora, esta tecnología ha permitido la edición y modificación eficiente del genoma en varios organismos modelo y se ha utilizado con éxito en biomedicina e ingeniería biomédica. Sin embargo, persisten los desafíos para la manipulación genética eficiente y segura en varios organismos. Aquí, revisamos los enfoques funcionales y los desafíos futuros asociados con el uso del sistema de edición del genoma CRISPR / Cascade 9 y discutimos oportunidades, problemas éticos y direcciones futuras dentro de este campo.

Palabras clave: CRISPR Cascade 9 Sistema guiado por ARN dirigido a genoma que edita efectos fuera del objetivo.

Cifras

Ilustración esquemática de CRISPR / Cascade ...

Ilustración esquemática del sistema CRISPR / Cascade 9 y el proceso de edición del genoma. (A)…

El principio de funcionamiento básico de ...

El principio de funcionamiento básico de la tecnología de edición de sgRNA. Reparación de rotura de doble hilo (DSB) ...

Esquema que ilustra la estructura del sgRNA ...

Esquema que ilustra la estructura del sgRNA y el mecanismo de reconocimiento de la diana. (A) Los…

Ilustración esquemática del principio ...

Ilustración esquemática del principio detrás de la generación de un alelo condicional. Un gen…

Descripción general de la ingeniería del genoma potencial ...

Descripción general de los posibles resultados de la ingeniería del genoma mediante el uso de nucleasas específicas del sitio. (Izquierda) Doble hebra de ADN inducida por nucleasa ...


1986–2000

Las secuencias de ARN se pueden editar dentro de las células.

Los precursores de ARN mensajero de una amplia gama de organismos se pueden editar antes de traducirlos a proteínas. En este proceso, los nucleótidos no codificados pueden insertarse en sitios específicos del ARN y los nucleótidos codificados pueden eliminarse o reemplazarse. La edición de ARN se descubrió por primera vez dentro de las mitocondrias de los protozoos cinetoplastidos, donde se ha demostrado que es extensa. [26] Por ejemplo, algunos genes que codifican proteínas codifican menos del 50% de los nucleótidos que se encuentran dentro del ARNm maduro traducido. Otros eventos de edición de ARN se encuentran en mamíferos, plantas, bacterias y virus. Estos últimos eventos de edición implican menos modificaciones, inserciones y deleciones de nucleótidos que los eventos dentro del ADN del cinetoplasto, pero aún tienen una gran importancia biológica para la expresión génica y su regulación. [27]

La telomerasa utiliza una plantilla de ARN incorporada para mantener los extremos de los cromosomas

La telomerasa es una enzima presente en todos los núcleos eucariotas que sirve para mantener los extremos del ADN lineal en los cromosomas lineales del núcleo eucariota, mediante la adición de secuencias terminales que se pierden en cada ronda de replicación del ADN. Antes de que se identificara la telomerasa, su actividad se predijo sobre la base de una comprensión molecular de la replicación del ADN, lo que indicaba que las ADN polimerasas conocidas en ese momento no podían replicar el extremo 3 'de un cromosoma lineal, debido a la ausencia de una hebra molde. . Telomerase was shown to be a ribonucleoprotein enzyme that contains an RNA component that serves as a template strand, and a protein component that has reverse transcriptase activity and adds nucleotides to the chromosome ends using the internal RNA template. [28]

Ribosomal RNA catalyzes peptide bond formation

For years, scientists had worked to identify which protein(s) within the ribosome were responsible for peptidyl transferase function during translation, because the covalent linking of amino acids represents one of the most central chemical reactions in all of biology. Careful biochemical studies showed that extensively-deproteinized large ribosomal subunits could still catalyze peptide bond formation, thereby implying that the sought-after activity might lie within ribosomal RNA rather than ribosomal proteins. Structural biologists, using X-ray crystallography, localized the peptidyl transferase center of the ribosome to a highly-conserved region of the large subunit ribosomal RNA (rRNA) that is located at the place within the ribosome where the amino-acid-bearing ends of tRNA bind, and where no proteins are present. These studies led to the conclusion that the ribosome is a ribozyme. The rRNA sequences that make up the ribosomal active site represent some of the most highly conserved sequences in the biological world. Together, these observations indicate that peptide bond formation catalyzed by RNA was a feature of the last common ancestor of all known forms of life. [29]

Combinatorial selection of RNA molecules enables in vitro evolution

Experimental methods were invented that allowed investigators to use large, diverse populations of RNA molecules to carry out in vitro molecular experiments that utilized powerful selective replication strategies used by geneticists, and which amount to evolution in the test tube. These experiments have been described using different names, the most common of which are "combinatorial selection", "in vitro selection", and SELEX (for Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). These experiments have been used for isolating RNA molecules with a wide range of properties, from binding to particular proteins, to catalyzing particular reactions, to binding low molecular weight organic ligands. They have equal applicability to elucidating interactions and mechanisms that are known properties of naturally-occurring RNA molecules to isolating RNA molecules with biochemical properties that are not known in nature. In developing in vitro selection technology for RNA, laboratory systems for synthesizing complex populations of RNA molecules were established, and used in conjunction with the selection of molecules with user-specified biochemical activities, and in vitro schemes for RNA replication. These steps can be viewed as (a) mutation, (b) selection, and (c) replication. Together, then, these three processes enable in vitro molecular evolution. [30]


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Pheromones protect us from viruses (9)

It may be a form of insanity that prevents theorists, atheists, and Communists from addressing the facts that have been detailed in the context of: Direct Observation of Protonation State Modulation in SARS-CoV-2 Main Protease upon Inhibitor Binding with Neutron Crystallography 3/23/21

…a class of agents called covalent peptidomimetic inhibitors that work by using strings of unnatural amino acids to bind to specific target proteins.

Thirteen miRNAs were identified by four independent studies to target SARS-CoV-2 specific genes, suggested to act by interfering with their cleavage and/or translation process. The studies selected also reported on viral and host miRNAs that targeted host genes, on the expression levels of miRNAs in biological specimens of COVID-19 patients, and on the impact of viral genome mutations on miRNA function. Also, miRNAs that regulate the expression levels of the ACE2 and TMPRSS2 proteins, which are critical for the virus entrance in the host cells, were reported.

They linked God’s Creation of anti-entropic virucidal energy and humidity to biophysically constrained viral latency via pH-dependent microRNA-mediated fixation of amino acid substitutions in the context of the patent for naturally occurring light-activated carbon fixation, which prevents the virus-driven degradation of messenger RNA and mutations that cause all diseases.

5. Repetitive elements or endogenous viral elements can be targeted with engineered Cas+gRNA systems in microbes, plants, animals, or human cells to reduce deleterious transposition or to aid in sequencing or other analytic genomic/transcriptomic/proteomic/diagnostic tools (in which nearly identical copies can be problematic).

This course helps clinicians understand how common viral infections can have long-term consequences carried out by the immune system. You will learn how lytic (actively replicating) and latent (quiescent) viral infections can raise the risk of autoimmune conditions, cancers, myocardial infarctions, and stroke. We will outline how to assess patient risk, and understand the current limitations of laboratory measures. You will understand how to intervene with specific nutrients and bioactives such as pro-resolving mediators, probiotics, and phytochemicals to modulate the immune response. You will learn from case examples what treatment implementation looks like in the real world, including challenges to managing postviral syndromes.

Photosynthesis links the creation of G protein-coupled receptor genes from the innate immune system to nutritional epigenetics and autophagy.

pH-taxis, chemotaxis, thermotaxis and phototaxis link microRNA biogenesis and microRNA flanking sequences from hydrogen energy-dependent changes in the microRNA/messenger RNA balance to autophagy.

Most pseudoscientists, Democrats, liberals, government subsidized academics, Communists, conspiracy theorists and other atheists, have not placed pH-taxis, chemotaxis, thermotaxis and phototaxis into the context of how sunlight and humidity link God’s Creation of energy-as-information to RNA interference across kingdoms. Their ignorance is exemplified in the corruption that former President Donald J. Trump revealed on 4/23/20 when he claimed that sunlight and humidity can weaken the coronavirus.

Where does he think the phytochemicals that modulate the immune response come from?

“…release of internalized miRNAs occurs in a pH-dependent manner…”

Also, God’s energy-dependent, (ATP-dependent) pH-dependent, Creation of RNA interference (#RNAi), which biophysically constrains viral latency, has been visualized.

New findings unveil that a ‘hidden’ layer of regulation by which the intrinsic dynamic ensemble of miRNA processing intermediates can direct the outcome of important biological processes in response to environmental and cellular stimuli in the absence of protein factors.

The so called hidden layer clearly involves the light-activated assembly of the microRNA-RNA-peptide nanocomplex, which links peptide synthesis at the origin of life (11/13/20) to the definition of biophysically constrained energy-dependent life.

Thanks to Guenther Witzany for placing this into the proper context of what life is via “What is Life?” 3/18/20 for comparison to speculation by stupid theorists that chemical metabolism could exist before the Creation of ATP and enzymes.

Do you believe that “Life’s biochemical networks could have formed spontaneously on Earth” (3/3/19) If so, stop reading my blog posts. You are too stupid to understand biologically-based cause and effect.

Stop SARS-CoV-2. Stop cancer. Stop all virus-driven diseases by stopping the stupid theorists. Alternatively, suffer unnecessarily and die prematurely due to ignorance, Communism and atheism.

…we summarize the literature on these master regulators in clinical settings from last three decades…

See my summary in the 10-part series: The eternal significance of microRNAs (4/10/18 until 5/16/18)

The virus-driven degradation of mRNA links the ‘darkhorse’ of cancer to all virus-driven diseases. microRNA biogenesis links the patent for naturally occurring light activated carbon fixation and protonated RNA interference to healthy longevity.

See also the series from 4/8/20 until 5/10/20 The microRNA-mediated future of humanity

…altered microRNA (miRNA) expression, may contribute to racial differences in breast cancer.

The link from microRNA-mediated sex differences in phenotypes extends to ethnic diversity outside the context of pseudoscientific nonsense. Social scientists, mathematicians, and theoretical physicists are not serious serious scientists unless they have linked quantum coherence to coherently organized biology.

…naturally arising cell-to-cell variation, sometimes described as stochastic fluctuation, is in fact coherently organized biology.

If the lives of black women, or the lives of any other men or women mattered to people like this, they would tell the truth and link God’s Creation of energy-as-information from Darwin’s studies of pigeons to ethnic differences in cancer via nutrient-dependent pheromone-controlled genetic processes of reproduction in species of soil bacteria to humans.

To link one biophysically constrained amino acid from Darwin’s “conditions of life” to all biodiversity on Earth via the physiology of reproduction in Biblical Genesis, see: Genomic diversity and evolution of the head crest in the rock pigeon 1/31/13

This identified one gene with genome-wide significance: EphB2, y específicamente el cr SNP (Pgenoma = 2.0×10 −8 ) (Fig. 2C,D). los cr allele has a predicted charge-changing arginine (basic) to cysteine (polar uncharged) transition in the catalytic loop of the intracellular tyrosine kinase domain of EphB2 (Fig. 2E). This amino acid position is invariant among other vertebrates suggesting strong purifying selection for conserved protein function. Notably, the same DLAARN to DLAACN motif change we observe in EphB2 is sufficient to abrogate kinase activity in human and mouse orthologs of the protein tyrosine kinase ZAP-70, and in both mammals and pigeons the mutant phenotypes are inherited recessively (19). Hence, the pigeon cr mutation probably abrogates kinase activity in EphB2 and disrupts downstream signal propagation, consistent with the high VAAST score for this gene. EphB2 is therefore a convincing candidate for the cr locus of classical pigeon genetics (5–7, 14).


12.9: RNA editing - Biology

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Si eso no ayuda, háganoslo saber.

The CRISPR-Cas9 system is a DNA editing tool that stands for, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR associated protein 9.

First observed in bacteria, CRISPR-Cas9 is a means of defense against viruses. As foreign viral DNA enters a bacterium, it's processed into smaller fragments, which may be inserted into a region of the bacterial genome called a CRISPR Locus.

When the region is transcribed, the product associates with smaller RNAs called tracrRNAs which may help to orient both the Cas9 protein and RNAse to the molecule. The latter of which cleaves the transcript.

The end result is several complexes each consisting of a Cas9 protein, tracrRNA and a crRNA derived from DNA in the Locus. The CRISPR RNA in these structures recognizes and guides Cas9 to viral DNA which is then cleaved and destroyed.

Scientists harness CRISPR-Cas9 by synthesizing individual RNA molecules that mimic tracrRNA and CRISPR RNA which can target a gene of interest. For example when two such guide RNAs are introduced into cells with Cas9 and both target the same gene, a sequence can be excised.

Once this target region is removed the cut ends are reconnected and the effects on the cells are observed.

Thus the CRISPR-Cas9 system is modified from a bacterial mechanism. And can be employed for an array of gene editing techniques.

15.12: CRISPR

Genome editing technologies allow scientists to modify an organism&rsquos DNA via the addition, removal, or rearrangement of genetic material at specific genomic locations. These types of techniques could potentially be used to cure genetic disorders such as hemophilia and sickle cell anemia. One popular and widely used DNA-editing research tool that could lead to safe and effective cures for genetic disorders is the CRISPR-Cas9 system. CRISPR-Cas9 stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated protein 9. A basic CRISPR-Cas9 system consists of a Cas9 endonuclease and a small RNA that guides Cas9 to the target DNA.

Origen

CRISPR sequences were first observed in bacteria and later identified in archaea. Researchers discovered that the CRISPR-Cas9 system serves an adaptive immune defense against invading viruses. Many bacteria and most archaea capture short sequences of the viral DNA to create a library of virus DNA segments, or CRISPR arrays. When the prokaryotes are re-exposed to the same virus or class of viruses, CRISPR arrays are used to transcribe small RNA segments that help recognize viral invaders and subsequently destroy viral DNA with Cas9 or a similar endonuclease.

Using CRISPR-Cas9 Technology

CRISPR-Cas9 is commonly used in the laboratory to remove DNA and insert a new DNA sequence in its place. To achieve this, researchers must first create a small fragment of RNA called the guide RNA, with a short sequence called the guide sequence that binds to a specific target sequence on genomic DNA. The guide RNA can also associate with Cas9 (or other endonucleases like Cpf1). The guide RNA and Cas9 protein are administered to a cell of interest where the guide RNA identifies the target DNA sequence and Cas9 cleaves it.

The cell&rsquos machinery then repairs the broken strands by inserting or deleting random nucleotides, rendering the target gene inactive. Alternatively, a customized DNA sequence may be introduced into the cell along with the guide RNA and Cas9, that serves as a template for the repair machinery and replaces the excised sequence. This is a highly effective way for researchers to &ldquoknock out&rdquo a gene to study its effects or replace a mutated gene with a normal copy in hopes of curing a disease.

Ethical and Feasibility Considerations in Humans

As a result of the significant gene modification capabilities of the CRISPR-Cas9 system, there has been great debate over its use, especially in regards to embryo editing. A Chinese scientist recently claimed to have created genome-edited babies using CRISPR technology to disable a gene involved in HIV infection. This led to a global outcry from scientists concerned about the ethical and safety considerations of the procedure. Many have called the move premature, and others have expressed concerns over off-target genomic effects. While the number of possible biotech applications for the CRISPR-Cas9 system is numerous, it is important to consider future challenges that may arise as a result of its use.

Thurtle‐Schmidt, Deborah M., and Te‐Wen Lo. &ldquoMolecular Biology at the Cutting Edge: A Review on CRISPR/CAS9 Gene Editing for Undergraduates.&rdquo Biochemistry and Molecular Biology Education 46, no. 2 (2018): 195&ndash205. [Fuente]

Lander, Eric S. &ldquoThe Heroes of CRISPR.&rdquo Celda 164, no. 1 (January 14, 2016): 18&ndash28. [Fuente]


Ver el vídeo: Los genes, la evolución y nosotros: Alberto Kornblihtt at TEDxBuenosAires (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Nit

    En mi opinión, estás equivocado. Estoy seguro. Vamos a discutir.

  2. Walker

    Lo siento, pero en mi opinión, estás equivocado. Estoy seguro. Puedo demostrarlo. Escríbeme en PM, discúblalo.

  3. Kajizshura

    Presumiblemente.

  4. Akinole

    Pido disculpas por estar un poco fuera de tema, pero ¿qué es RSS? ¿Y cómo suscribirse a él?

  5. Mikazilkree

    Un pensamiento muy valioso

  6. Hobbard

    Tema interesante, participaré.



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