Crispr

Trabajo voluntario de genética molecular

Jorge Val Calvo

El sistema inmune CRISPR/Cas: corte de DNA exógeno
guiado por RNA.
Resumen: el presente trabajo trata de realizar una revisión general de los avances realizados en la
comprensión del mecanismo de defensa CRISPR/Cas presente en procariotas, procurando mantener un
enfoque didáctico que pueda ser útil al resto de alumnos. Siguiendola línea marcada por el articulo E.
Sotheimer y L.A: Marraffini. Slicer for DNA. Nature 468, 45-46 (2010) , punto de partida de este trabajo, se
prestará especial atención a las evidencias que apuntan al DNA exógeno (plásmidos y bateriófagos) como el
objetivo de la respuesta inmune y su silenciamiento mediante corte guiado por RNAs de pequeño tamaño.
1-Introducción.
2-“Disección” del locusCRISPR.
3-Divergencia evolutiva del locus CRISPR. Clasificación de proteínas Cas.
4-Mecanismo de acción.
4.1-Adquisición de nuevos espaciadores.
4.2-Biogénesis de crRNA.
4.3-Silenciamiento del DNA exógeno.
5-Tecnologías basadas en CRISPR/Cas.
6- Conclusiones y opinión del alumno.
7-Referencias
1-introducción:
A lo largo de la historia natural, los procariotas (bacterias y arqueas) hantenido que hacer frente a la
necesidad de mantener la integridad de su material genético frente a la invasión de elementos génicos
externos. Esto es especialmente relevante en el caso de los bateriófagos, principal amenaza a la que deben
resistir los procariotas. Basta con observar una placa de lisis para hacerse una clara idea de cuán eficaces son
los fagos en su cometido. Esto ha llevado alos procariotas a desarrollar distintos mecanismos de defensa con
los que protegerse de tal amenaza. Típicamente, entre estos mecanismos poder citar eliminaciones o
modificaciones de receptores para evitar la adsorción del fago, mecanismos que evitan la inyección del
material genético del fago en la célula y las muy conocidas enzimas de restricción, que cortan el DNA
invasor en secuenciasdianas específicas. A su vez, la aparición de estas defensas entre los procariontes, ha
determinado en gran medida la evolución de los fagos, evolucionando para esquivar tales defensas, en lo que
ha venido a ser una suerte de carrera armamentística entre ambas entidades.
Actualmente, a estas defensas exhibidas por los procariotas debemos de añadir una más, el sistema inmune
CRISPR/Cas. Esta nuevadefensa, para agrado de los investigadores, presenta una serie de estimulantes
características que han disparado su interés entre la comunidad científica. Quizás lo más novedoso de esta
nueva defensa es su carácter altamente adaptativo; las células procariotas son capaces de incorporar a su
DNA fragmentos de DNA exógeno con el fin de que estos sirvan de guía para evitar futuras invasiones,usando para ello un mecanismo que en gran parte recuerda a las rutas metabólicas propias del RNA de
interferencia. Naturalmente, dicho mecanismo es heredable, extendiendo el beneficio de la inmunización a
las células hijas.
Aunque principalmente, se ha hecho mención a los fagos, también tenemos que tener en cuenta que este
mismo sistema de defensa puede afectar en gran medida la transferenciahorizontal de genes entre especies,
estando demostrado su interacción negativa en al menos dos de las tres rutas de transferencia horizontal de
genes: la conjugación y la transducción [2].

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Jorge Val Calvo

2- “Disección” del locus CRISPR:
El primer contacto con el locus CRISPR data de 1987, por Ishino et al [1,2], cuando se localizó en E.coliuna
agrupación de repeticiones directas cortas separadas entre sí por otras secuencias, no repetidas, a las que se
denominó espaciadores. Posteriormente, esta misma estructuración de secuencias fue identificada en otras
bacterias y en arqueas. Finalmente, tras la recopilación de suficientes datos, Jasen et al (2002) y Mojica et al
(2000) caracterizaron tal ordenación como un locus ampliamente...