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Autor Tema: La humanidad está al borde de una gran revolución genética  (Leído 908 veces)

Demiurgo

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La humanidad está al borde de una gran revolución genética
« en: Noviembre 15, 2013, 21:28:18 »
Noticia aquí => http://actualidad.rt.com/ciencias/view/110927-humanidad-revolucion-genetica-ciencia [nofollow]

Pero a mí lo que me ha gustado ha sido los comentarios explicativos obra de Sulfolobus_Solfataricus :

El funcionamiento está bastante mal explicado.

La técnica no se llama CRISPR, sino que usa un tipo de sistema CRISPR-Cas, el tipo II (de 3), que tiene la proteína multivalente cas9. Originalmente es un sistema inmunitario adaptativo de procariotas (bacterias y arqueas), ahora modificado para usarlo en eucariotas y hacer ingeniería genética.

Es todo un éxito en investigación actualmente, y por desgracia acabará ensombreciendo toda la investigación básica anterior en bacterias y arqueas. Ha sido cosa de un año, y todo el mundo está como loco con esto. La verdad es que, uso terapéutico aparte, esto facilitará mucho la labor de investigación en otras áreas.

Un español, Francisco Martínez Mójica, de la Universidad de Alicante, fue el descubridor de la conexión inmunitaria de este sistema. Quién sabe, puede ser la mejor opción de nuestro país para un futuro Nobel si esto da el bombazo definitivo.

Aquí el artículo, que costó Dios y ayuda publicar: link.springer.com/article/10.1007%2Fs00239-004-0046-3
Aquí un review gratuito sobre el tema desde la perspectiva básica:
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2928866/ [nofollow]

CRISPR es una región del ADN procariota que consiste de unidades repetidas espaciadas por secuencias variadas de origen externo, formando un módulo que puede llegar a tener más de cien unidades espaciador+repetición. Bien, este módulo se transcribe a ARN, y ese ARN largo luego será procesado (cortado) para dejar pequeños ARNs que contienen el espaciador y un cachito de la repetición. Este proceso lo llevan las proteínas asociadas a CRISPR (Cas = Crispr associated). Bien, pues cada uno de estos pequeños ARNs maduros se une a un complejo de proteínas Cas (el complejo se llama Cascade). Como su secuencia es complementaria a elementos genéticos externos, puede hibridarse por complementariedad a un virus o un plásmido que vengan de fuera. Una vez reconoce esa diana específica, las Cas se encargan de cortarla, rompiendo así al virus o plásmido amenazante.
Por un mecanismo de adaptación aún bastante desconocido (intervienen Cas1 y Cas3, creo recordar), este módulo CRISPR puede incorporar nuevas secuencias en formato espaciador+repetición a partir de las infecciones a las que ha sobrevivido. De este modo, crea nueva inmunidad.
En la naturaleza, se estima que poseen CRISPR-Cas (muchas veces varios módulos de diferentes tipos en una célula) algo sí como el 40% de las bacterias y el 90% de las arqueas.

Tenemos entonces un sistema que corta ADN de forma muy específica, básicamente, que es lo interesante para ingeniería genética.
¿Por qué el tipo II es tan interesante? Pues porque sustituye todo el complejo Cascade por una única proteína, Cas9, simplificando el asunto. Cas9 se une al ARN, detecta con él la diana y la corta, todo en uno.
De esto se derivan luego las aplicaciones que sea, la verdad es que no estoy tan al tanto de eso, pero por ejemplo para hacer deleciones selectivas (knockouts) en genética sirve, y supongo que también para introducir otras secuencias (knock-ins), podría revisarlo. Esto puede simplificar muchísimo el trabajo genético en los muy complicados eucariotas.

Los procariotas son seres unicelulares cuyo ADN no está contenido dentro de un núcleo, y se componen de dos grandes grupos, bacterias y arqueas. El ADN es la molécula donde se codifica la información para formar proteínas. Esto se hace a través de otra molécula mensajera, el ARN. El proceso es copiar ADN a ARN, y luego "leer" esa información para formar proteínas. Bueno, pues a veces resulta que el propio ARN tiene sus funciones, más allá de servir de línea de código para leer. Es el caso del sistema CRISPR, que se organiza de la siguiente manera:

ADN->----------+++++AAAAAA+++++BBBBBB+++++CCCCCC+++++NNNNNN+++++XXXXXX+++++(etc.)-----[genes para proteínas Cas]------
los+ son la repetición, las letras una secuencia similar a la de un virus cualquiera.

Esto es un módulo CRISPR-Cas
Entonces se copia la parte repetición-espaciador a ARN
+++++AAAAAA+++++BBBBBB+++++CCCCCC+++++NNNNNN+++++XXXXXX+++++
Se corta en cachitos por las proteínas Cas
++AAAAAA ++BBBBBB ++CCCCCC ++NNNNNN ++XXXXXX
Y esto se une a un grupo de proteínas Cas llamado Cascade
(++AAAAAA) (++BBBBBB) (++CCCCCC) (++NNNNNN) (++XXXXXX)
Bueno, una de las propiedades de los ácidos nucleicos es que sus letras tienden a pegarse a letras complementarias (A con T, C con G). El ADN está formado por dos cadenas que siguen esta complementariedad, pero el ARN es una cadena desemparejada, simple, así que tenderá a pegarse a su complementaria si la encuentra.
Resulta que llega un virus, que entre todo su ADN tiene una secuencia que encaja con uno de estos ARNs procesados:

yyllNNNNNNNNNNNNNrrrrrrrrrrhhhhhhhhhhheeeeeeeeejjjjjjjjjjkkkkkkkkkkññññññññññññññssssssssswwwddddddddddqqeeeeNNjjjjiiiii
Y entonces, uno de esos ARN+Cascade se le pega:
yyllNNNNNNNNNNNNNrrrrrrrrrrhhhhhhhhhhheeeeeeeeejjjjjjjjjjkkkkkkkkkkññññññññññññññssssssssswwwddddddddddqqeeeeNNjjjjiiiii
(++NNNNNN)

Las proteínas de Cascade, detectando esto, proceden a cortar el ADN del virus, destruyéndolo.
Mediante un mecanismo aún bastante desconocido, el virus hecho cachitos puede ser procesado, y un fragmento se añade al módulo CRISPR, junto con una copia de la repetición +++++.

ADN->----------+++++kkkkkk++++++AAAAAA+++++BBBBBB+++++CCCCCC+++++NNNNNN+++++XXXXXX+++++(etc.)-----[genes para proteínas Cas]------
A partir de ahora, cada vez que un virus igual entre en la célula, podrá ser identificado y destruido por dos lados, el NNNNNN y el kkkkkk. La célula mantiene así una especie de registro que la protege.

En ingeniería genética es frecuente que se quieran poner o quitar genes para alterar las funciones de la célula. Con este sistema, tenemos una manera de cortar allá donde queramos. De modo que tomamos las partes que interesan del sistema (el ARN guía y las proteínas para localizar y cortar) y ya tenemos una herramienta de corte. Sin función inmunitaria, pero claro, eso no es lo que interesa, sino sólo cortar.
Lo mejor viene cuando, en lugar de un montón de proteínas Cas que procesan todo esto, tenemos una sola que lo hace todo. Entonces sí que es práctico usarlo como herramienta: una proteína, un ADN sintético para transcribir y servir de guía, y a cortar.
 
"Vivir con modestia, pensar con grandeza."

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Re:La humanidad está al borde de una gran revolución genética
« Respuesta #1 en: Diciembre 29, 2013, 18:57:25 »
Muy interesante, lastima que entendi muy poco, gracias a lo que aprendi en la escuela  ;D