Diferencia entre revisiones de «CRISPR/Cpf1»

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== Conflicto de interés ==
== Conflicto de interés ==
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== Herramientas ==
Múltiples aspectos influyen en la eficacia y especificidad del objetivo cuando se usa CRISPR, incluyendo el diseño de ARN guía. Se han sugerido muchos modelos de diseño para ARN guía, con herramientas para facilitar el diseño optimizado. Estos incluyen diseñador de SgRNA, CRISPR MultiTargeter, SSFinder. <ref>{{Cite journal|last=Graham|first=Daniel B.|last2=Root|first2=David E.|date=2015-01-01|title=Resources for the design of CRISPR gene editing experiments|url=http://dx.doi.org/10.1186/s13059-015-0823-x|journal=Genome Biology|volume=16|pages=260|doi=10.1186/s13059-015-0823-x|issn=1474-760X|pmc=4661947|pmid=26612492}}</ref>


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CRISPR/Cpf1(en inglés: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats from Prevotella and Francisella 1, en español repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas de Prevotella y Francisella 1) es una tecnología que edita el ADN análogo al sistema CRISPR/Cas9, caracterizado en 2015 por el grupo de Feng Zhang‘s del Instituto Broad y MIT. Cpf1 es un ARN-guiado de endonucleasa de clase II del sistema CRISPR/Cas. Este mecanismo inmune adquirido se encuentra en bacterias Prevotella y Francisella. Impide el daño genético provocados por virus. Los genes Cpf1 están asociados con el locus de CRISPR, codificando para una endonucleasa que usa un ARN guía para encontrar y cortar ADN viral.[1]​ Cpf1 es una endonucleasa más pequeña y más sencillo que Cas9, venciendo algunas de las limitaciones del sistema CRISPR/Cas9. CRISPR/Cpf1 podría tener aplicaciones múltiples, incluyendo el tratamiento de enfermedades genéticas y condiciones degenerativas.[2]​

Descripción

Descubrimiento

CRISPR / Cpf1 se encontró mediante la búsqueda en una base de datos publicada de secuencias genéticas bacterianas para prometer bits de ADN. Su identificación a través de la bioinformática como una proteína del sistema CRISPR, su denominación y un modelo de Markov oculto (HMM) para su detección se proporcionaron en 2012 en un comunicado de la base de datos TIGRFAM de familias de proteínas. Cpf1 aparece en muchas especies bacterianas. La última endonucleasa Cpf1 que se desarrolló en una herramienta para la edición del genoma fue tomada de una de las primeras 16 especies conocidas para albergarlo [3]​ . Dos enzimas candidatas de Acidaminococcus y Lachnospiraceae presentan una eficiente actividad de edición de genomas en células humanas. [4]​

Una versión más pequeña de Cas9 de la bacteria Staphylococcus aureus es una alternativa potencial a Cpf1. [3]​

Clasificación

Los sistemas CRISPR-Cas se dividen en dos clases. Clase 1 utiliza varias proteínas Cas junto con los ARN CRISPR (CRRNA) para construir una endonucleasa funcional. Clase 2 CRISPR sistemas utilizan una sola proteína Cas con un crRNA. Cpf1 ha sido recientemente identificado como Clase II, Tipo V CRISPR / Cas sistemas que contienen una proteína de 1.300 aminoácidos. [5]​

Estructura

El locus Cpf1 contiene un dominio alfa / beta mixto, un RuvC-I seguido por una región helicoidal, un RuvC-II y un dominio similar a un dedo de cinc. [6]​ La proteína Cpf1 tiene un dominio de endonucleasa similar a RuvC que es similar al dominio RuvC de Cas9. Además, Cpf1 no tiene un dominio de endonucleasa HNH, y el N-terminal de Cpf1 no tiene el lóbulo de reconocimiento alfa-helicoidal de Cas9. [7]​

La arquitectura de dominio Cpf1 CRISPR-Cas muestra que Cpf1 es funcionalmente único, clasificándose como clase 2, tipo V CRISPR. Los loci Cpf1 codifican las proteínas Cas1, Cas2 y Cas4 más similares a los tipos I y III que a los sistemas tipo II. Las búsquedas en bases de datos sugieren la abundancia de proteínas de la familia Cpf1 en muchas especies bacterianas.[8]​

Funcional Cpf1 no necesita el tracrRNA, por lo tanto, sólo CRRNA es necesario. Esto beneficia la edición del genoma porque Cpf1 no sólo es más pequeño que Cas9, sino que también tiene una molécula de sgRNA más pequeña (aproximadamente la mitad de nucleótidos que Cas9). [9]​

El complejo Cpf1-CRRNA escinde el ADN o ARN diana mediante la identificación de un prototipo adyacente 5'-YTN-3 '[10]​ (donde "Y" es una pirimidina [8] y "N" es cualquier nucleobase) o 5'- TTN-3 ', [11]​ en contraste con el PAM rico en G dirigido por Cas9. Después de la identificación de PAM, Cpf1 introduce una ruptura de doble hilo de ADN similar al extremo pegajoso de 4 o 5 nucleótidos sobresaliente. [12]​

Mecanismo

El sistema CRISPR / Cpf1 consiste en una enzima Cpf1 y un ARN guía que encuentra y posiciona el complejo en el punto correcto en la doble hélice para escindir el ADN diana. CRISPR / Cpf1 actividad de los sistemas tiene tres etapas: [3]​

Adaptación: Cas1 y Cas2 proteínas facilitar la adaptación de pequeños fragmentos de ADN en la matriz CRISPR. .

Formación de CRRNAs: procesamiento de pre-CR-ARNs produciendo de crRNAs maduros para guiar la proteína Cas.

Interferencia: el Cpf1 está unido a un crRNA para formar un complejo binario para identificar y escindir una secuencia de ADN objetivo.

Cas9 vs Cpf1

Cas9 requiere dos moléculas de ARN para cortar el ADN, mientras que Cpf1 necesita uno. Las proteínas también cortan el ADN en diferentes lugares, ofreciendo a los investigadores más opciones al seleccionar un sitio de edición. Cas9 corta ambos hilos en una molécula de ADN en la misma posición, dejando atrás los extremos "romos". Cpf1 deja una hebra más larga que la otra, creando extremos "pegajosos" que son más fáciles de trabajar. Cpf1 parece ser más capaz de insertar nuevas secuencias en el sitio de corte, en comparación con Cas9. [3]​ Aunque el sistema CRISPR / Cas9 puede desactivar eficazmente los genes, es difícil insertar genes o generar un knock-in. [13]​ Cpf1 carece de tracrRNA, utiliza un rico en T-PAM y escinde el ADN a través de un escalonado ADN DSB. [14]​

En resumen, las diferencias importantes entre Cpf1 y Cas9 sistemas son que Cpf1: [15]​

  • Reconoce diferentes PAM, permitiendo nuevas posibilidades de orientación.
  • Crea extremos pegajosos largos 4-5 nt, en vez de extremos romos producidos por Cas9, realzando la eficacia de inserciones genéticas y de especificidad durante NHEJ o HDR.
  • Corta el ADN objetivo más lejos de PAM, más lejos del sitio de corte Cas9, permitiendo nuevas posibilidades para escindir el ADN.
Función Cas9 Cpf1
'Estructura Dos ARN requerido (O 1 transcripción de fusión (CRRNA + tracrRNA = gRNA) Se necesita un ARN
Mecanismo de corte Cortes extremos romos Cortes extremos escalonados
Cutting site Proximal al sitio de reconocimiento Distal del sitio de reconocimiento
Sitios de corte PAM Rico en G PAM Rico en T
Tipo de célula Células de crecimiento rápido, incluidas las células cancerosas Células no divisorias, incluidas las células nerviosas

Conflicto de interés

Preocupaciones sobre la propiedad intelectual maniata la adopción de CRISPR/Cas9. CRISPR/Cpf1 no tiene conflictos similares.[2]​

Herramientas

Múltiples aspectos influyen en la eficacia y especificidad del objetivo cuando se usa CRISPR, incluyendo el diseño de ARN guía. Se han sugerido muchos modelos de diseño para ARN guía, con herramientas para facilitar el diseño optimizado. Estos incluyen diseñador de SgRNA, CRISPR MultiTargeter, SSFinder. [16]​

Ver más

Referencias

  1. ↑ «CRISPR-Based Genetic Engineering Gets a Kick in the Cas». Meta Science News (en inglés estadounidense). 29 de septiembre de 2015. Consultado el 3 de mayo de 2016. 
  2. ↑ a b «Even CRISPR». The Economist. ISSN 0013-0613. Consultado el 3 de mayo de 2016. 
  3. ↑ a b c d Ledford, Heidi. «Alternative CRISPR system could improve genome editing». Nature 526 (7571): 17-17. doi:10.1038/nature.2015.18432. 
  4. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :32
  5. ↑ Makarova, Kira S., et al. "An updated evolutionary classification of CRISPR-Cas systems." Nature Reviews Microbiology (2015).
  6. ↑ Zetsche, Bernd; Gootenberg, Jonathan S.; Abudayyeh, Omar O.; Slaymaker, Ian M.; Makarova, Kira S.; Essletzbichler, Patrick; Volz, Sara E.; Joung, Julia; van der Oost, John; Regev, Aviv; Koonin, Eugene V.; Zhang, Feng (October 2015). «Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System». Cell 163 (3): 759-771. PMID 26422227. doi:10.1016/j.cell.2015.09.038. 
  7. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :02
  8. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :03
  9. ↑ «Cpf1 Moves in on Cas9 for Next-Gen CRISPR Genome Editing». epigenie.com. Consultado el 3 de mayo de 2016. 
  10. ↑ «The CRISPR-associated DNA-cleaving enzyme Cpf1 also processes precursor CRISPR RNA». Nature 532 (7600): 517-521. 2016. PMID 27096362. doi:10.1038/nature17945.  Parámetro desconocido |vauthors= ignorado (ayuda)
  11. ↑ «Cpf1 is a single RNA-guided endonuclease of a class 2 CRISPR-Cas system». Cell (journal) 163 (3): 759-771. 2015. PMID 26422227. doi:10.1016/j.cell.2015.09.038.  Parámetro desconocido |vauthors= ignorado (ayuda)
  12. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :12
  13. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :22
  14. ↑ Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas :42
  15. ↑ «CRISPR/CPF1: New Simpler CRISPR Protein May Cut Patent Fights Short». Labcritics. 27 de septiembre de 2015. Consultado el 3 de mayo de 2016. 
  16. ↑ Graham, Daniel B.; Root, David E. (1 de enero de 2015). «Resources for the design of CRISPR gene editing experiments». Genome Biology 16: 260. ISSN 1474-760X. PMC 4661947. PMID 26612492. doi:10.1186/s13059-015-0823-x. 
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