CRISPR原理

CRISPR原理
CRISPR技术的核心是CRISPR-Cas9系统。

CRISPR序列是细菌和古菌基因组中的重复序列，而Cas9是一种蛋白质，具有DNA切割功能。

当细菌或古菌受到病毒攻击时，它们会将病毒DNA的一部分存储在它们自己的基因组中的CRISPR序列中。

细菌或古菌利用这些储存的病毒DNA指南进行识别和破坏来自相同病毒的未来攻击。

1. 识别目标基因序列：CRISPR-Cas9系统中的Cas9蛋白质需要与一个引导RNA（gRNA）结合，形成一个复合物。

其中，gRNA是一段由CRISPR序列特异性匹配目标基因序列的RNA。

gRNA的序列是以目标基因序列为模板设计的，因此它能够识别并结合到目标基因序列上。

2. DNA切割：一旦gRNA与目标基因序列结合，复合物就能够识别并结合到目标DNA上。

Cas9蛋白质中的核酸内切酶活性能够切割与gRNA匹配的DNA序列。

一旦DNA链被切割，细胞的修复系统就会介入，尝试修复DNA。

修复过程可以通过两种方式进行：非同源末端联合和同源重组。

3.非同源末端联合（NHEJ）：当DNA链断裂时，细胞的修复系统会尝试将DNA两端直接连接起来。

该过程常常导致序列缺失或插入，因此可用于删除或插入DNA片段。

4. 同源重组（HDR）：此方法需要在CRISPR-Cas9系统中提供一个供体DNA模板及同源区域。

在DNA断裂发生后，该提供的DNA模板会被用于修复断裂的DNA链。

通过这种方式，可以实现替代性修复，即在目标基因序列中插入或替换特定的DNA片段。