CRISPR的作用原理

CRISPR的工作原理基本原理CRISPR簇是广泛存在于细菌及古细菌基因组中的特定DNA反复序列家族，其序列由先导区域、多个短且高度保存的反复区域（Repeat）以及多个间隔区域（Spacer）构成。先导区域一般位于CRISPR簇的上游，是AT丰富的长度为300~500bp的区域，可以认为是CRISPR簇的启动子排列。重复区域的长度为21~48bp，包括巴林码排列，可以形成发针结构。重复序列的长度为26？被72bp的垫片区域隔开。Spacer区域由捕获的外来DNA构成，与免疫记忆类似，当含有相同序列的外来DNA侵入时，被细菌生物体识别，进行切断使表达沉默，达到保护自身安全的目的。当工作原理细菌抵抗噬菌体等外来DNA的侵入时，CRISPR在先导区的控制下被转录到长RNA前体（Pre RISPR RNA，pre-crRNA），然后加工成包括保存的重复序列和间隔区在内的一系列短成熟crRNA，最终被识别并结合到与之互补的外来DNA序列中发挥切断作用.目前发现的三种类型的CRISPR/Cas系统（I型，II型和III型）存在于约40%的测序真菌和约90%的测序古菌中。Ⅱ型的组成相对简单，以Cas9蛋白和引导RNA（gRNA）为核心组成，是目前研究最多的类型。CRISPR的技术原理和应用范围该系统的机制是crRNA（来自CRISPR的RNA）通过碱基对与tracrRNA （trans-activating RNA）结合形成tracrRNA/crRNA复合体，该复合体诱导核酸酶Cas9蛋白质在与crRNA配对序列的靶位点切断双链DNA.通过人工设计这两种RNA，科学家们可以形成具有足够引导功能的sgRNA（单引导RNA），以诱导Cas9对DNA进行位点特异性切割。Cas9效应核酸酶是一种RNA诱导的dsDNA结合蛋白，它是第一个允许RNA、DNA和蛋白质共同定位的统一因子，具有巨大的改变潜力。将该蛋白质与无核酸酶Cas9（Cas9nuclease-null）融合，表达以任意dsDNA序列为靶点的合适sgRNA，sgRNA的末端与靶DNA结合而不影响Cas9的结合。因此，Cas9可以将任何融合蛋白或RNA引入到任何dsRNA序列中，从而在研究和修改生物体方面具有巨大的潜力。CRISPR技术原理CRISPR/Cas9系统的原理是利用gRNA特异性识别靶序列，诱导Cas9核酸酶切断靶序列PAM上游，从而引起靶位点DNA双链断裂，利用细胞非同源端连接（NHEJ）或同源重组（HDR）方式修复断裂位点，实现DNA水平的敲除、敲入或点突变.采用核转染法将gRNA、Cas9、Donor导入细胞，进行药物筛分，完成药物筛分后选择单克隆培养.选择不同的克隆进行靶位点扩增和测序，筛选出基因敲合阳性克隆。敲除荧光报告基因也可以通过观察荧光进行初步筛选。所谓的基因组编辑，如普通生物学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学、基因工程等，都是CRISPR基因编辑技术，属于基因工程。它也被称为“基因魔术”。简而言之，这项技术可以非常精确地编辑基因组。它可以引入一部分基因，删除一部分基因，甚至可以对基因组进行单碱基改变。以CRISPR /Cas9为代表的新一代基因编辑技术，是近年来在生命科学领域发展起来的一项革命性技术，通过对植物自身基因进行快速而固定的改变，可以精确地改善作物的性状，被誉为“下一代育种技术”基因编辑育种具有精准、高效、省时、省力、安全等特点，基于基因编辑的新一代基因育种技术将为农业技术革命提供新机遇，也是现代农业发展的竞争焦点。CRISPR技术原理CRISPR基因编辑技术的基本原理是，当细菌抵抗噬菌体等外来DNA的侵入时，在先导区域的控制下CRISPR被转录到长RNA前体（PrRISPR RNA，pre-crRNA），加工成包括保存的重复序列和间隔区域在内的一系列短成熟crRNA，最终与其互补的外来DNA序列结合发挥切断作用。法国的Emmanuel Charpanger和美国的Jennifer Dudner获得了2020年诺贝尔化学奖。他们已经开发出一种基因编辑方法来重写“生命密码”。这一技术工具被称为CRISPR/Cas9。但那是什么？有可能吗？谁奠定了这个基础？10月7日，EFE Madrid是一种生物学工具，可以以前所未有的精度编辑基因组，比以往任何方法都更简单，更便宜。与文本编辑工具一样，CRISPR/Cas9可以通过“剪切和粘贴”DNA序列的机制来编辑基因组。该系统源自细菌防御机制，是任何生物体基因组的有效基因编辑工具。CRISPR技术的原理基本原理CRISPR簇是一个广泛存在于细菌和古菌基因组中的特定DNA重复序列家族，其序列由先导区、几个短而高度保守的重复区和间隔区组成。先导区域一般位于CRISPR簇的上游，是AT丰富的长度为300~500bp的区域，可以认为是CRISPR簇的启动子排列。重复区域的长度为21~48bp，包括巴林码排列，可以形成发针结构。重复序列的长度为26？被72bp的垫片区域隔开。Spacer区域由捕获的外来DNA构成，与免疫记忆类似，当含有相同序列的外来DNA侵入时，被细菌生物体识别，进行切断使表达沉默，达到保护自身安全的目的。当工作原理细菌抵抗噬菌体等外来DNA的侵入时，CRISPR在先导区的控制下被转录到长RNA前体（Pre RISPR RNA，pre-crRNA），然后加工成包括保存的重复序列和间隔区在内的一系列短成熟crRNA，最终被识别并结合到与之互补的外来DNA序列中发挥切断作用.目前发现的三种类型的CRISPR/Cas系统（I型，II型和III型）存在于约40%的测序真菌和约90%的测序古菌中。Ⅱ型的组成相对简单，以Cas9蛋白和引导RNA（gRNA）为核心组成，是目前研究最多的类型。版权声明：版权声明：上述内容的作者已申请原创保护，未经许可不得复制。有关授权事项、反对或投诉本内容，请与网站管理员联系。我会尽快回复你的。非常感谢您的合作!