КРИСПР (енг. CRISPR, скраћено од Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats — груписани краткимини|Структура двоструке спирале ДНК, молекула који се мења применом КРИСПР технологије. палиндромски поновљени региони са правилним размаком) представља технологију за уређивање гена развијену на основу природног одбрамбеног механизма бактерија. Помоћу система Криспр-Кас (CRISPR-Cas), научници могу да прецизно да мењају ДНК живих организама тако што уклањају, додају или замењују одређене делове генетског материјала. Ова технологија има велики значај у генетици и биохемији јер омогућава проучавање функције гена, разумевање наследних болести и развој нових метода лечења. Захваљујући својој прецизности, брзини и ниској цени, Криспр је постао један од најважнијих алата савремене молекуларне биологије. Криспр се примењује у биомедицинским истраживањима, пољопривреди и биотехнологији. Научници га користе за развој отпорнијих биљака, проучавање генетских обољења и испитивање могућности лечења болести изазваних мутацијама гена.
Историја КРИСПР је први пут примећен крајем 1980-их и почетком 1990-их година, када су научници проучавали ДНК бактерија и уочили необичне понављајуће секвенце. Тада још није било познато чему тачно служе, па су дуго сматране само занимљивим делом бактеријског гена без јасне функције.
Tоком 2000-их година, истраживања су показала да ове секвенце заправо имају важну улогу у одбрамбеном систему бактерија. Научници су схватили да бактерије „памте“ вирусе који су их раније нападавали тако што чувају делове њихове ДНК у КРИСПР регионима. Када се исти вирус поново појави, бактерија га препознаје и активира одбрану која уништава његов генетски материјал.
Велики напредак у разумевању и примени КРИСПР система направиле су научнице Џенифер Дудна и Емануел Шарпентје. Оне су 2012. године показале да се овај природни одбрамбени систем може „преправити“ и користити као алат за прецизно уређивање ДНК, што је потпуно променило генетику и отворило ново поље у биотехнологији.
Откриће код бактерија КРИСПР је природни одбрамбени механизам бактерија који им помаже да се заштите од вируса, посебно бактериофага који их нападају. Када вирус инфицира бактерију, она може да „сачува“ мали део вирусне ДНК у свој КРИСПР низ. Тај део служи као нека врста меморије.Ако исти вирус поново нападне бактерију,КРИСПР систем га препознаје и активира специјалне протеине који секу и уништавају његову ДНК. На тај начин бактерија успева да се одбрани и преживи инфекцију.
Криспр-Кас9 Криспр-Кас9 је систем за уређивање гена који функционише као „молекуларне маказе“. Састоји се од два главна дела:водича РНК и ензима Kас9, који заједно омогућавају прецизно проналажење и сечење одређених делова ДНК.
Улога ензима Кас9 Кас9 је ензим (протеин) који има улогу да сече ДНК на тачно одређеном месту. Он сам по себи не зна где треба да делује, већ га до жељене локације доводи водичка РНК.
Водич РНК (guide RNA) је кратак РНК ланац који је направљен тако да одговара тачно одређеној секвенци у ДНК. Она се везује за циљну секвенцу у гену и „води“ Кас9 до тог места.
Када се Кас9 веже за тачно препознату секвенцу ДНК, он прави прецизан рез у оба ланца ДНК. Након тога, ћелија покушава да поправи настали прекид.
Током процеса поправке, могу да се појаве промене у генетском материјалу. Управо те промене се користе у генетичком инжењерингу за искључивање, исправљање или убацивање нових гена.
Примена КРИСПР-Кас9 технологија има важну примену у медицини и пољопривреди и представља један од најзначајнијих алата савремене биотехнологије.
Једна од најважнијих примена јесте лечење наследних болести. КРИСПР омогућава исправљање мутација у ДНК које узрокују различите генетичке поремећаје, као што су цистична фиброза, српаста анемија и одређени облици наследног слепила. Иако су многе примене још увек у фази истраживања, ова технологија има велики потенцијал за развој нових метода лечења у будућности.
У пољопривреди се КРИСПР користи за побољшање биљака и животиња. Помоћу ове технологије могу се развити сорте које су отпорније на болести, сушу и штеточине, као и биљке са већим приносом или побољшаним хранљивим саставом. На тај начин се може повећати ефикасност производње хране и смањити потреба за употребом хемијских средстава.
Главне предности КРИСПР-Кас9 система су његова висока прецизност, брзина и једноставност у поређењу са ранијим методама генетичког инжењеринга.
Референце
Категорија:Генетика