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        CRISPR Cas9酶是原核生物的一種天然免疫系統

         更新時間:2022-07-26    點擊量:3525
          CRISPR Cas9酶是原核生物的一種天然免疫系統。某些細菌在遭到病毒入侵后,能夠把病毒基因的一小段存儲到自身的 DNA 里一個稱為 CRISPR 的存儲空間。當再次遇到病毒入侵時,細菌能夠根據存寫的片段識別病毒,將病毒的DNA切斷而使之失效。分布在40%的已測序細菌和90%的已測序古細菌當中。 (注:生活在深海的火山口、陸地的熱泉以及鹽堿湖等環境中,有一些結構的細菌,稱為古細菌)
         
          CRISPR Cas9酶的作用原理:
         
          階段一:CRISPR 的高度可變的間隔區的獲得(俘獲外源DNA,登記“黑名單”)
         
          CRISPR 的高度可變的間隔區獲得,其實就是指外來入侵的噬菌體或是質粒DNA 的一小段DNA 序列被整合到宿主菌的基因組,整合的位置位于CRRSPR 的5' 端的兩個重復序列之間。因此,CRISPR 基因座中的間隔序列從5' 到3' 的排列也記錄了外源遺傳物質入侵的時間順序。
         
          階段二:CRIPSR 基因座的表達(包括轉錄和轉錄后的成熟加工)
         
          CRISPR序列在前導區的調控下轉錄產生pre-crRNA(crRNA的前體),同時與pre-crRNA序列互補的tracrRNA(反式激活crRNA)也被轉錄出來。pre-crRNA通過堿基互補配對與tracrRNA形成雙鏈RNA并與Cas9編碼的蛋白組裝成一個復合體。它將根據入侵者的類型,選取對應的“號碼”(間隔序列RNA),并在核糖核酸酶Ⅲ(RNaseⅢ)的協助下對這段進行剪切,形成一段短小的crRNA(包含單一種類的間隔序列RNA以及部分重復序列區)。
         
          階段三:CRISPR/Cas 系統活性的發揮(靶向干擾)
         
          crRNA,Cas9以及tracrRNA組成復合物可以對入侵者的DNA進行準確的打擊。這個復合物將掃描整個外源DNA序列,并識別出與crRNA互補的原間隔序列。這時,復合物將定位到PAM/原間隔序列的區域,DNA雙鏈將被解開,形成R-Loop。crRNA將與互補鏈雜交,而另一條鏈則保持游離狀態。
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