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Qu es el CRISPR? Evolucin gentica a travs de la tecnologa

Publicado por Marnav  |  0 comentarios




La tecnologa CRISPR es una herramienta sencilla pero potente para editar genomas. Permite a los investigadores alterar fcilmente las secuencias de ADN y modificar la funcin gnica. Sus mltiples aplicaciones potenciales incluyen la correccin de defectos genticos, el tratamiento y prevencin de la propagacin de enfermedades y la mejora de los cultivos. Sin embargo, su promesa tambin plantea preocupaciones ticas.

En el uso popular de la palabra CRISPR es abreviatura de CRISPR-Cas9. La protena Cas9 (o "CRISPR-asociada") es una enzima que acta como un par de tijeras moleculares, capaces de cortar cadenas de ADN.

La tecnologa CRISPR fue adaptada de los mecanismos naturales de defensa de bacterias y archaea (el dominio de los microorganismos unicelulares). Estos organismos utilizan ARN derivado de CRISPR y varias protenas Cas, incluyendo Cas9, para frustrar los ataques de virus y otros cuerpos extraos. Lo hacen principalmente cortando y destruyendo el ADN de un invasor extranjero. Cuando estos componentes se transfieren a otros organismos ms complejos, permite la manipulacin de los genes.

CRISPR-Cas9: The key players


CRISPR-Cas9 como herramienta de edicin del genoma

Los genomas de varios organismos codifican una serie de mensajes e instrucciones dentro de sus secuencias de ADN. La edicin del genoma implica cambiar esas secuencias, cambiando as los mensajes. Esto se puede hacer insertando un corte o rotura en el ADN y engaando a los mecanismos naturales de reparacin del ADN de una clula para introducir los cambios que uno desea. Esto es justamente lo que CRISPR-Cas9 hace.

En 2012, se publicaron dos artculos de investigacin fundamentales en las revistas Science y PNAS, que ayudaron a transformar el CRISPR-Cas9 bacteriano en una herramienta simple y programable de edicin del genoma.

Los estudios, realizados por grupos separados, concluyeron que el Cas9 poda ser programado para cortar cualquier regin de ADN. Esto podra hacerse simplemente cambiando la secuencia nucletida de crRNA, que se une a un objetivo de ADN complementario. En el artculo de Science, Martin Jinek y sus colegas simplificaron an ms el sistema fusionando crRNA y tracrRNA para crear una nica "gua RNA". Por lo tanto, la edicin del genoma requiere slo dos componentes: una gua RNA y la protena Cas9.

"Desde el punto de vista operativo, se disea un tramo de 20 pares de bases de datos (los nucletidos) que coinciden con un gen que se quiere editar. Entonces el ARN ms la protena Cas9 cortar como un par de tijeras el ADN en ese sitio y no lo har en ninguna otra parte", dijo George Church, profesor de gentica de la Facultad de medicina de la Harvard Robert Winthrop.

Una vez que se corta el ADN, los mecanismos naturales de reparacin de la clula entran en accin y trabajan para introducir mutaciones u otros cambios en el genoma. Hay dos maneras vas posible para que esot pueda suceder.

El primero, segn el Huntington's Outreach Project at Stanford, un mtodo de reparacin consiste en pegar los dos cortes juntos. Este mtodo, conocido como "unin final no homloga", tiende a introducir errores. Los nucletidos se insertan o eliminan accidentalmente, resultando en mutaciones que podran alterar un gen.

En el segundo mtodo, la rotura se fija llenando el hueco con una secuencia de nucletidos. Para ello, la clula utiliza una cadena corta de ADN como plantilla y ah se suministra la plantilla de ADN que se prefiera, escribiendo as cualquier gen que se desee o corrigiendo una mutacin.

Utilidad y limitaciones

El CRISPR-Cas9 se ha popularizado en los ltimos aos. Es fcil de usar y es aproximadamente cuatro veces ms eficiente que la mejor herramienta de edicin del genoma anterior, llamada TALENS.

En 2013, los primeros informes sobre el uso de CRISPR-Cas9 para editar clulas humanas en un entorno experimental fueron publicados por investigadores de los laboratorios de Church y Feng Zhang del Broad Institute of the Massachusetts Institute of Technology y Harvard. Los estudios que utilizan modelos in vitro (laboratorio) y animales de enfermedades humanas han demostrado que la tecnologa puede ser eficaz para corregir defectos genticos. Ejemplos de estas enfermedades incluyen fibrosis qustica, cataratas y anemia de Fanconi, segn un artculo de revisin de 2016 publicado en la revista Nature Biotechnology. Estos estudios allanan el camino para aplicaciones teraputicas en humanos.

La tecnologa CRISPR tambin se ha aplicado en la industria agroalimentaria para crear cultivos probiticos y vacunar a los cultivos industriales (por ejemplo, yogur) contra los virus. Tambin se utiliza en cultivos para mejorar el rendimiento, la tolerancia a la sequa y las propiedades nutricionales.

Otra aplicacin potencial es crear impulsores de genes. Estos son sistemas genticos, que aumentan las posibilidades de que un rasgo en particular se transmita de padres a hijos. Eventualmente, a lo largo de generaciones, el rasgo se propaga a travs de poblaciones enteras. Las campaas genticas pueden ayudar a controlar la propagacin de enfermedades como el paludismo. Adems, las campaas genticas tambin podran utilizarse para erradicar especies invasoras y revertir la resistencia a pesticidas y herbicidas.

Sin embargo, el CRISPR-Cas9 no est exento de inconvenientes.

Segn el artculo de Doudna y Charpentier de 2014 Science, en un estudio conducido en arroz, la edicin de genes ocurri en casi el 50 por ciento de las clulas que recibieron el complejo Cas9-RNA. Mientras que otros anlisis han demostrado que, dependiendo del objetivo, la eficiencia de edicin puede alcanzar hasta un 80 por ciento o ms.

Tambin existe el fenmeno de los "efectos fuera del objetivo", en los que el ADN se corta en sitios distintos del objetivo previsto. Esto puede llevar a la introduccin de mutaciones involuntarias. Adems, incluso cuando el sistema corta en blanco, existe la posibilidad de no conseguir una edicin precisa. Llam a esto "vandalismo del genoma".

Sin duda, esta tecnologa gentica no podra llevar ms cerca de la tan perseguida y soada inmortalidad rejuveneciendo clulas en nuestro cuerpo.

No da un poquito de miedo todo esto? Cules seran su efectos a largo plazo? Quin elegira poder editar sus genes?







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Blog creado por Marnav el 01/12/2017

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