La herramienta de edición genómica CRISPR/Cas9 ha emergido como una revolución en la manipulación precisa del ADN, permitiendo a los científicos realizar modificaciones específicas en el genoma de organismos vivos. Si bien su función principal ha sido la generación de mutaciones y ediciones en sitios específicos del genoma, su versatilidad se extiende mucho más allá de este propósito inicial.
El mecanismo fundamental de acción del sistema CRISPR/Cas9 se basa en la capacidad de la enzima Cas9 para cortar la doble hélice del ADN, guiada por ARN guías específicos (gARNs). Este proceso desencadena mecanismos de reparación del ADN presentes en todos los seres vivos. El "Unión de los Extremos No Homólogos" (NHEJ) y la "Reparación Directa por Homología" (HDR) son los principales mecanismos de reparación activados en células eucariotas.
El NHEJ, siendo el mecanismo más rápido, tiende a introducir deleciones e inserciones (INDELS) en el sitio de corte. Esto resulta en mutaciones en la región genómica objetivo. Esta capacidad de generar cambios precisos en el genoma se ha aprovechado para inducir alteraciones específicas, como la interrupción de la traducción de proteínas.
Por otro lado, la reparación por HDR permite la introducción de material genético exógeno en el genoma. Al aprovechar este mecanismo, se ha logrado sustituir tramos específicos del ADN, posibilitando la corrección de secuencias genéticas defectuosas. Incluso se ha desarrollado una variante de Cas9 que, en lugar de cortar completamente la doble hélice, crea una mella, permitiendo una edición más precisa mediante la incorporación de cambios específicos.
La versatilidad de CRISPR/Cas9 no se limita a la generación de mutaciones. La herramienta también se ha utilizado para modular la expresión génica. La Cas9 mutante, denominada "dead Cas9 o dCas9," puede ser fusionada con dominios que activan o reprimen la expresión génica, permitiendo el control preciso de los niveles de expresión de un gen particular en el momento deseado.
Otro logro impresionante de CRISPR/Cas9 es la capacidad de cambiar bases específicas en el ADN sin la necesidad de cortar la doble hélice. Este enfoque, utilizando una dCas9 fusionada con una desaminasa, permite realizar cambios puntuales en la secuencia genómica, ampliando aún más las posibilidades de edición.
Además, la aplicación de CRISPR/Cas9 se ha extendido más allá del ADN, abarcando la edición de ARN. Sistemas como CRISPR/Cas13 han demostrado ser eficaces en la eliminación y detección específica de ARN. Esta capacidad ha encontrado aplicaciones valiosas, como la detección rápida del virus ARN SARS-Cov2, superando las limitaciones de las técnicas convencionales.
El sistema CRISPR/Cas9 ha revolucionado la genética y la biología molecular al proporcionar una herramienta precisa y versátil para la manipulación del genoma. Desde la generación de mutaciones hasta la edición fina de secuencias y la detección molecular, su impacto ha sido amplio y transformador. A medida que la investigación continúa, las aplicaciones de CRISPR/Cas9 prometen seguir expandiéndose, allanando el camino para avances significativos en la medicina, la agricultura y más allá.
Te compartimos algunas de nuestras referencias
Zurita, M. (2021). El sistema CRISPR/Cas, crónica de un premio Nobel anunciado. Educación química, 32(3), 3-13.
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