¿Qué es CRISPR y cuál es su origen?
En resumen, la técnica de biotecnología CRISPR-Cas9 permite editar el mapa genético de un ser vivo, entre otros:
CRISPR son las siglas en inglés de "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats", o lo que sería en español: repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas.
Los CRISPR son secuencias de ADN en organismos como las bacterias, que poseen fragmentos de ADN de diversos virus que ya han atacado anteriormente a dichas bacterias.
Las bacterias utilizan estos fragmentos para detectar y destruir el ADN de cualquier otro ataque de algún virus similar, esta es la forma más eficaz que ellas consiguen para defenderse. Por tanto, se trata de un sistema inmune bacteriano.
¿De qué manera funciona?
Empecemos por explicar cómo es la infección vírica en las bacterias. En las bacterias, los virus reconocen la superficie de las mismas e inyectan el ADN viral, dentro de la célula bacteriana. Entonces, la forma que tienen las bacterias de defenderse es reconocer el ADN que está siendo inyectado y destruirlo.
Para eso utiliza unas proteínas que son conocidas como "nucleasas" que significa que cortan el ADN y al sistema. Además, las bacterias lo pueden programar para que solamente corte el ADN del virus y no corte el ADN bacteriano, que ellas obviamente necesitan. Todo organismo necesita de ADN para vivir y si el sistema CRISPR atacara al ADN bacteriano, sería un problema. Entonces, una de las características más importantes del sistema CRISPR es que las bacterias lo pueden programar para reconocer y atacar solamente el ADN viral.
¿Cómo fue su descubrimiento?
Empecemos por el principio. Cómo casi todo en la ciencia, este ha sido un proceso muy largo, una carrera de relevos en la que han participado muchos científicos. Primero fue Yoshizumi Ishino en 1987 que descubrió unos fragmentos con repeticiones inusuales en el genoma de una bacteria. Años después, otro grupo de investigadores encontraron estos fragmentos en otras especies pero no tenía recursos para averiguar qué funciones tenían. Hasta que llegó Francisco Juan Martínez Mojica en 2005, quien los bautizó como CRISPR.
Otro equipo más tarde, vería el potencial de CRISPR como un nuevo sistema de edición genética programable mucho más rápido que los métodos anteriores.
La técnica de edición del mapa genético nació en 2007, cuando un grupo de estudiantes universitarios se mostró interesado por un vaso de yogurt. El equipo, comandado por Rodolphe Barrangou, hoy profesor de ciencia de la alimentación en la Universidad de Carolina del Norte, indagó sobre una variedad específica de una bacteria que era constantemente afectada por un virus, lo que hacía que el yogurt cambiara su sabor.
En el estudio, se detectó que la propia bacteria era capaz de mantener un registro de los virus que la habían afectado. Entonces, se apeló a una repetición de secuencias, para detectar el punto exacto en el que el virus encontraba su par similar y se acoplaba. Sólo faltaba la enzima que pudiera eliminar a esa secuencia fallida. Así, Jennifer Doudna, de la Universidad de California en Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, de la Universidad de Umea, detectaron que la enzima específica de las células, llamada Cas9 tenía la propiedad de actuar como una "tijera molecular". Por fin se había descubierto un potente mecanismo de edición genética: el CRISPR permitía detectar la secuencia fallida en el mapa genético y la Cas9 podía limpiar la zona en cuestión.
¿Qué aplicaciones tiene?
El sistema CRISPR se utiliza principalmente para hacer mutaciones, para hacer ingeniería genética de todo tipo de células, en todo tipo de organismos. La forma en que eso funciona es igual a la manera en que el sistema CRISPR defiende a las bacterias del ADN viral, que es cortándolo. Se sabe desde la década del '90, que la primera condición que se necesita para hacer una mutación en una célula humana es cortar el ADN del gen que se quiere modificar. Una vez que el ADN se corta, la célula tiene sistemas de reparación del ADN y uno puede manipular el sistema de reparación brindando diferentes secuencias de ADN para que la célula lo repare, pero con las secuencias que uno le brinda.
Entonces, de esa manera, uno puede introducir cualquier tipo de mutación. La cuestión es que, por mucho tiempo, encontrar una herramienta que pueda cortar un ADN de manera muy precisa, solamente en el gen, o específicamente en el gen que uno quiere modificar, fue siempre muy difícil, casi imposible, hasta que se descubrió el sistema CRISPR-Cas9 para la edición de ADN, que permite modificar el genoma e introducir mutaciones en las células.
CRISPR ha desatado una verdadera revolución en la ciencia básica ya que le permite a los científicos realizar mutaciones en varias especies, como mariposas, mosquitos, hormigas, llevando sus estudios a otra dimensión. Los científicos afirman que CRISPR les abrió la puerta a experimentos que no podrían haber no soñado hace sólo 10 años atrás. También se realizaron pruebas exitosas en ratas, donde se pudo eliminar el 48% de los virus del cuerpo del animal. Esto llevó a pensar que, en el futuro, podrían existir terapias con CRISPR que curen el VIH y otros retrovirus, como el herpes; o que puedan hacerse tratamientos contra el cáncer con inyecciones de células modificadas y, por qué no, editar nuestro ADN para corregir ciertos errores que son responsables de más de 3000 enfermedades.
Los CRISPR son secuencias de ADN en organismos como las bacterias, que poseen fragmentos de ADN de diversos virus que ya han atacado anteriormente a dichas bacterias.
Las bacterias utilizan estos fragmentos para detectar y destruir el ADN de cualquier otro ataque de algún virus similar, esta es la forma más eficaz que ellas consiguen para defenderse. Por tanto, se trata de un sistema inmune bacteriano.
Empecemos por explicar cómo es la infección vírica en las bacterias. En las bacterias, los virus reconocen la superficie de las mismas e inyectan el ADN viral, dentro de la célula bacteriana. Entonces, la forma que tienen las bacterias de defenderse es reconocer el ADN que está siendo inyectado y destruirlo.
Para eso utiliza unas proteínas que son conocidas como "nucleasas" que significa que cortan el ADN y al sistema. Además, las bacterias lo pueden programar para que solamente corte el ADN del virus y no corte el ADN bacteriano, que ellas obviamente necesitan. Todo organismo necesita de ADN para vivir y si el sistema CRISPR atacara al ADN bacteriano, sería un problema. Entonces, una de las características más importantes del sistema CRISPR es que las bacterias lo pueden programar para reconocer y atacar solamente el ADN viral.
¿Cómo fue su descubrimiento?
Empecemos por el principio. Cómo casi todo en la ciencia, este ha sido un proceso muy largo, una carrera de relevos en la que han participado muchos científicos. Primero fue Yoshizumi Ishino en 1987 que descubrió unos fragmentos con repeticiones inusuales en el genoma de una bacteria. Años después, otro grupo de investigadores encontraron estos fragmentos en otras especies pero no tenía recursos para averiguar qué funciones tenían. Hasta que llegó Francisco Juan Martínez Mojica en 2005, quien los bautizó como CRISPR.
Otro equipo más tarde, vería el potencial de CRISPR como un nuevo sistema de edición genética programable mucho más rápido que los métodos anteriores.
La técnica de edición del mapa genético nació en 2007, cuando un grupo de estudiantes universitarios se mostró interesado por un vaso de yogurt. El equipo, comandado por Rodolphe Barrangou, hoy profesor de ciencia de la alimentación en la Universidad de Carolina del Norte, indagó sobre una variedad específica de una bacteria que era constantemente afectada por un virus, lo que hacía que el yogurt cambiara su sabor.
En el estudio, se detectó que la propia bacteria era capaz de mantener un registro de los virus que la habían afectado. Entonces, se apeló a una repetición de secuencias, para detectar el punto exacto en el que el virus encontraba su par similar y se acoplaba. Sólo faltaba la enzima que pudiera eliminar a esa secuencia fallida. Así, Jennifer Doudna, de la Universidad de California en Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, de la Universidad de Umea, detectaron que la enzima específica de las células, llamada Cas9 tenía la propiedad de actuar como una "tijera molecular". Por fin se había descubierto un potente mecanismo de edición genética: el CRISPR permitía detectar la secuencia fallida en el mapa genético y la Cas9 podía limpiar la zona en cuestión.
¿Qué aplicaciones tiene?
El sistema CRISPR se utiliza principalmente para hacer mutaciones, para hacer ingeniería genética de todo tipo de células, en todo tipo de organismos. La forma en que eso funciona es igual a la manera en que el sistema CRISPR defiende a las bacterias del ADN viral, que es cortándolo. Se sabe desde la década del '90, que la primera condición que se necesita para hacer una mutación en una célula humana es cortar el ADN del gen que se quiere modificar. Una vez que el ADN se corta, la célula tiene sistemas de reparación del ADN y uno puede manipular el sistema de reparación brindando diferentes secuencias de ADN para que la célula lo repare, pero con las secuencias que uno le brinda.
Entonces, de esa manera, uno puede introducir cualquier tipo de mutación. La cuestión es que, por mucho tiempo, encontrar una herramienta que pueda cortar un ADN de manera muy precisa, solamente en el gen, o específicamente en el gen que uno quiere modificar, fue siempre muy difícil, casi imposible, hasta que se descubrió el sistema CRISPR-Cas9 para la edición de ADN, que permite modificar el genoma e introducir mutaciones en las células.
CRISPR ha desatado una verdadera revolución en la ciencia básica ya que le permite a los científicos realizar mutaciones en varias especies, como mariposas, mosquitos, hormigas, llevando sus estudios a otra dimensión. Los científicos afirman que CRISPR les abrió la puerta a experimentos que no podrían haber no soñado hace sólo 10 años atrás. También se realizaron pruebas exitosas en ratas, donde se pudo eliminar el 48% de los virus del cuerpo del animal. Esto llevó a pensar que, en el futuro, podrían existir terapias con CRISPR que curen el VIH y otros retrovirus, como el herpes; o que puedan hacerse tratamientos contra el cáncer con inyecciones de células modificadas y, por qué no, editar nuestro ADN para corregir ciertos errores que son responsables de más de 3000 enfermedades.
- protozoos (leishmania, toxoplasma, plasmodium, tripanosoma…).
- hongos (levaduras, mohos…).
- plantas (arroz, naranjo, trigo, soja, maíz, melón, patata, tomate…).
- animales (incluidos mamíferos). Además se está estudiando la edición en animales y humanos para curar enfermedades (conocer, prevenir y curar infecciones).
Muy buen trabajo
ResponderEliminarEstá muy bien la información
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