Cas9

Cas9 Cas9: основная функция и применение Cas9 — белок массой 160 килодальтон, участвующий в иммунологической защите бактерий и генной инженерии.   […]

Cas9

  • Cas9: основная функция и применение

    • Cas9 — белок массой 160 килодальтон, участвующий в иммунологической защите бактерий и генной инженерии.  
    • Основная функция — разрезание ДНК и изменение генома клетки.  
    • Технология CRISPR-Cas9 получила Нобелевскую премию по химии в 2020 году.  
  • Механизм работы CRISPR-Cas9

    • Cas9 — фермент ДНК-эндонуклеаза, управляемый РНК.  
    • Используется для анализа и расщепления чужеродной ДНК.  
    • Механизм аналогичен РНК-интерференции у эукариот.  
  • Использование в генной инженерии

    • Cas9 индуцирует сайт-направленные двухцепочечные разрывы в ДНК.  
    • Применяется для инактивации генов и внедрения гетерологичных генов.  
    • Разработаны варианты Cas9 для преодоления ограничений редактирования генома.  
  • Иммунитет, опосредованный CRISPR

    • CRISPR-Cas9 используется бактериями для защиты от вирусов.  
    • Локусы CRISPR состоят из коротких палиндромных повторов и переменных спейсеров.  
    • Cas9 распознает и расщепляет чужеродную ДНК.  
  • Типы и подтипы CRISPR-Cas

    • Системы CRISPR-Cas делятся на три типа и двенадцать подтипов.  
    • Основные определяющие характеристики — гены cas и их белки.  
  • Этапы защиты CRISPR-Cas

    • Адаптация включает распознавание и интеграцию спейсеров.  
    • Обработка CRISPR включает транскрипцию и расщепление пре-крРНК.  
    • Интерференция включает распознавание и расщепление чужеродной ДНК.  
  • Деактивация транскрипции с помощью dCas9

    • dCas9 подавляет экспрессию генов, прекращая удлинение цепи РНК.  
    • dCas9 может быть использован с промотором для запуска или остановки транскрипции.  
  • Подавление транскрипции с помощью dCas9

    • dCas9 взаимодействует с пептидом FOG1, метилируя H3K27.  
    • Это взаимодействие вызывает репрессию гена и прекращение транскрипции.  
  • Изменение белков и регуляция генов

    • dCas9 предотвращает размножение повторяющихся кодонов и последовательностей ДНК.  
    • В растениях dCas9 регулирует производство генов для изменения характеристик.  
    • В бактериях dCas9 ингибирует РНК-полимеразу, препятствуя транскрипции.  
  • Структурные и биохимические исследования

    • dCas9 имеет двулопастную архитектуру с нуклеазной и альфа-спиральной долями.  
    • Домен RuvC расщепляет нецелевую цепь ДНК, домен HNH — целевую цепь.  
    • Cas9 распознает PAM-мотив и взаимодействует с CRISPR-РНК.  
  • Взаимодействие с sgRNA

    • Домены REC1, BH и PI взаимодействуют с остовом sgRNA.  
    • Мутанты Cas9 с делецией доменов REC1 и BH проявляют низкую активность.  
  • Расщепление ДНК

    • Cas9 содержит нуклеазные домены HNH и RuvC.  
    • Для расщепления ДНК требуются кофакторы магния, но Cas9 может работать с другими металлами.  
    • Эффективность расщепления зависит от наличия PAM и нуклеотидного состава.  
  • Проблемы с редактированием Cas9 у бактерий

    • Бактерии могут внедрять чужеродную ДНК и использовать систему модификации рестрикции.  
    • Эти системы могут препятствовать редактированию Cas9.  
  • Применение Cas9 для настройки транскрипции

    • dCas9 используется для подавления транскрипции с помощью направляющих РНК.  
    • dCas9 может конкурировать с РНК-полимеразой на промоторах и в кодирующих областях.  
    • Направляющие РНК могут включать несоответствия для настройки степени подавления.  
  • Преимущества dCas9 перед RNAi

    • Меньше побочных эффектов  
    • Более выраженные и воспроизводимые эффекты подавления генов  
    • Возможность количественного контроля степени подавления генов  
  • Функции dCas9

    • Связывание с транскрипционно чувствительными участками локусов  
    • Присоединение к модулирующим белковым доменам  
  • Ремоделирование хроматина

    • Слияние с белками HDACs/HATs для реорганизации структуры хроматина  
    • Нацеливание на эукариотические гены  
    • Возможность изучения структуры хроматина  
  • Полногеномные скрининги

    • Использование больших библиотек направляющих РНК  
    • Воздействие на тысячи генов  
  • Прямое расщепление мРНК

    • Гибридизация оцДНК с оцРНК для создания сайта PAM  
    • Выделение эндогенных РНК-транскриптов без химических модификаций  
  • Активация транскрипции

    • Соединение с факторами, активирующими транскрипцию  
    • Полногеномные скрининги активации транскрипции с использованием CRISPRa  

Полный текст статьи:

Cas9

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх