{"id":254,"date":"2016-06-22T21:38:12","date_gmt":"2016-06-22T20:38:12","guid":{"rendered":"http:\/\/coneixement.info\/blog\/?p=254"},"modified":"2018-03-03T16:53:22","modified_gmt":"2018-03-03T15:53:22","slug":"que-es-la-tecnologia-crisprcas9-y-como-nos-cambiara-la-vida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/coneixement.info\/blog\/que-es-la-tecnologia-crisprcas9-y-como-nos-cambiara-la-vida\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la tecnolog\u00eda CRISPR\/Cas9 y c\u00f3mo nos cambiar\u00e1 la vida?"},"content":{"rendered":"
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La tecnolog\u00eda CRISPR\/Cas9<\/strong> es una herramienta molecular utilizada para \u201ceditar\u201d o \u201ccorregir\u201d el genoma de cualquier c\u00e9lula. Eso incluye, claro est\u00e1, a las c\u00e9lulas humanas. Ser\u00eda algo as\u00ed como unas tijeras moleculares que son capaces de cortar cualquier mol\u00e9cula de ADN haci\u00e9ndolo adem\u00e1s de una manera muy precisa y totalmente controlada.\u00a0 Esa capacidad de cortar el ADN<\/strong> es lo que permite modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN.<\/p>\n

Las siglas CRISPR\/Cas9 provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats<\/em>, en espa\u00f1ol \u201c<\/em>Repeticiones Palindr\u00f3micas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas.\u201d La segunda es el nombre de una serie de prote\u00ednas, principalmente unas nucleasas, que las llamaron as\u00ed por CRISPR associated system<\/em> (es decir: \u201csistema asociado a CRISPR\u201d).<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo surgi\u00f3?<\/strong><\/p>\n

Todo comenz\u00f3 en 1987 cuando se public\u00f3 un art\u00edculo en el cual se describ\u00eda c\u00f3mo algunas bacterias (Streptococcus pyogenes) <\/em>se defend\u00edan de las infecciones v\u00edricas. Estas bacterias tienen unas enzimas que son capaces de distinguir entre el material gen\u00e9tico de la bacteria y el del virus y, una vez hecha la distinci\u00f3n, destruyen al material gen\u00e9tico del virus.<\/p>\n

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\"CRISPR\/CAS9<\/a><\/p>\n

Streptococcus pyogenes<\/p>\n<\/div>\n

Sin embargo, las bases de este mecanismo no se conocieron hasta m\u00e1s adelante, cuando se mapearon los genomas de algunas bacterias y otros microorganismos. Se encontr\u00f3 que una zona determinada del genoma de muchos microorganismos, sobre todo arqueas<\/a>, estaba llena de repeticiones palindr\u00f3micas<\/a> (que se leen igual al derecho y al rev\u00e9s) sin ninguna funci\u00f3n aparente. Estas repeticiones estaban separadas entre s\u00ed mediante unas secuencias denominadas \u201cespaciadores\u201d que se parec\u00edan a otras de virus y pl\u00e1smidos<\/a>. Justo delante de esas repeticiones y \u201cespaciadores\u201d hay una secuencia llamada \u201cl\u00edder\u201d. Estas secuencias son las que se llamaron CRISPR (\u201c<\/em>Repeticiones Palindr\u00f3micas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas\u201d). Muy cerca de este agrupamiento se pod\u00edan encontrar unos genes que codificaban para un tipo de nucleasas: los genes cas<\/em>.<\/p>\n

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\"Secuencias\"<\/a><\/p>\n

Las secuencias repetidas del CRISPR. Tomado de: Karginov FV y Hannon GJ. Mol Cell 2010<\/p>\n<\/div>\n

Cuando un virus entra dentro de la bacteria toma el control de la maquinaria celular y para ello interacciona con distintos componentes celulares. Pero las bacterias que tienen este sistema de defensa tienen un complejo formado por una prote\u00edna Cas unida al ARN producido a partir de las secuencias CRISPR. Entonces el material g\u00e9nico del virus puede interaccionar con este complejo. Si ocurre eso, el material gen\u00e9tico viral es inactivado y posteriormente degradado. Pero el sistema va m\u00e1s all\u00e1. Las prote\u00ednas Cas son capaces de coger una peque\u00f1a parte del ADN viral, modificarlo e integrarlo dentro del conjunto de secuencias CRISPR. De esa forma, si esa bacteria (o su descendencia) se encuentra con ese mismo virus, ahora inactivar\u00e1 de forma mucho m\u00e1s eficiente al material gen\u00e9tico viral. Es, por lo tanto, un verdadero sistema inmune de bacterias.<\/p>\n

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\"Proceso<\/a><\/p>\n

Proceso por el que el sistema CRISPR\/Cas9 inactiva virus e integra parte de sus secuencias en el genoma de la bacteria.<\/p>\n<\/div>\n

Durante los a\u00f1os subsiguientes se continu\u00f3 la investigaci\u00f3n sobre este sistema, pero no fue hasta el a\u00f1o 2012 en el que se dio el paso clave para convertir este descubrimiento, esta observaci\u00f3n biol\u00f3gica en una herramienta molecular \u00fatil en el laboratorio. En agosto de este a\u00f1o un equipo de investigadores dirigido por las doctoras Emmanuelle Charpentier<\/a> en la Universidad de Ume\u00e5 y Jennifer Doudna<\/a>, en la Universidad de California en Berkeley, public\u00f3 un art\u00edculo<\/a> en la revista Science<\/a> el que se demostraba c\u00f3mo convertir esa maquinaria natural en una herramienta de edici\u00f3n \u201cprogramable\u201d, que serv\u00eda para cortar cualquier cadena de ADN in vitro<\/em>. Es decir, lograban programar el sistema para que se dirigiera a una posici\u00f3n espec\u00edfica de un ADN cualquiera (no solo v\u00edrico) y lo cortaran.<\/p>\n

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\"CRISPR\"<\/a><\/p>\n

Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier<\/p>\n<\/div>\n

La manera en que lo lograron es demasiado compleja para lo que pretende este blog. Baste simplemente decir que se utilizan unos ARNs que dirigen el sistema hacia el ADN que hay que cortar.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo se edita el ADN con esta tecnolog\u00eda?<\/strong><\/p>\n

Todo comienza con el dise\u00f1o de una mol\u00e9cula de ARN (CRISPR o ARN gu\u00eda) que luego va\u00a0 a ser insertada en una c\u00e9lula. Una vez dentro reconoce el sitio exacto del genoma donde la enzima Cas9 deber\u00e1 cortar.<\/p>\n

El proceso de editar un genoma con CRISPR\/Cas9 incluye dos etapas. En la primer atapa el ARN gu\u00eda se asocia con la enzima Cas9. Este ARN gu\u00eda es espec\u00edfico de una secuencia concreta del ADN, de tal manera que por las reglas de complementariedad<\/a> de nucle\u00f3tidos se hibridar\u00e1 en esa secuencia (la que nos interesa editar o corregir). Entonces act\u00faa Cas9, que es una enzima endonucleasa (es decir, una prote\u00edna que es capaz de romper un enlace en la cadena de los \u00e1cidos nucl\u00e9icos), cortando el ADN. B\u00e1sicamente podemos decir que el ARN gu\u00eda act\u00faa de perro lazarillo llevando a Cas9, el ejecutor, al sitio donde ha de realizar su funci\u00f3n.<\/p>\n

\"CRISPR\"<\/a><\/p>\n

En la segunda etapa se activan al menos dos mecanismos naturales de reparaci\u00f3n del ADN cortado. El primero llamado indel<\/em> (inserci\u00f3n-deleci\u00f3n) hace que, despu\u00e9s del sitio de corte (la secuencia espec\u00edfica del ADN donde se uni\u00f3 el ARN gu\u00eda), bien aparezca un hueco en la cadena, bien se inserte un trocito m\u00e1s de cadena. Esto conlleva a la perdida de la funci\u00f3n original del segmento de ADN cortado.<\/p>\n

Un segundo mecanismo permite la incorporaci\u00f3n de una secuencia concreta exactamente en el sitio original de corte. Para esto, l\u00f3gicamente, hemos de darle a la c\u00e9lula la secuencia que queremos que se integre en el ADN.<\/p>\n

Aqu\u00ed ten\u00e9is un v\u00eddeo explicativo del sistema:<\/p>\n