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ARN CRISPR transactivante (ARNtracr)[editar]
Descripción y clasificación[editar]
Biogénesis y genética[editar]
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Procedimiento (Figura 1)[editar]
Adaptación[editar]
El bacteriófago se une a la membrana plasmática de una bacteria (p. ej.:Streptococcus pyogenes) e introduce su material genético o ADN bicatenario al citoplasma celular. Esto conlleva toda una serie de transducción de señales que activan las RNasas (Nucleasas) Cas1 y Cas2[1], y detectan una secuencia de nucleótidos específica del ADN vírico bicatenario, también conocido como protoespaciador, gracias a una secuencia PAM (Protospacer adjacent motif) que la precede.
Tras la localización de esta secuencia específica, las RNasas Cas1 y Cas2 llevan a cabo el proceso de integración del material genético vírico al ADN bicatenario de la bacteria (Este proceso también es conocido como fase de adaptación[2][3][4]). Esta secuencia se convierte en un espaciador característico del virus en el ADN bacteriano con una secuencia CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) adyacente. El conjunto de espaciadores y secuencias CRISPR que se encuentran en el genoma procariota se denomina matriz CRISPR.
Esta matriz CRISPR, en el caso de la bacteria Streptococcus pyogenes, como se trata de un sistema Tipo II-A, estarà formada por cinco espaciadores cuyps objetivos seran la endopeptidasa, el superantígeno (speM), la metiltransferasa, la hialuronidasa y una proteína hipotética del fago o bacteriófago[4]. Le sigue, aguas arriba (en sentido 5'), una secuencia líder rica en secuencia AT[5] (Adenina y Timina) que delimita el inicio de la matriz y la separa del operón Cas; formado por los genes codificantes de las proteínas (nucleasas) Cas9, Cas1, Cas2, Csn2'[6]. Seguidamente, se encuentra la secuencia del promotor de transcripción y, finalmente, el gen codificante del ARNtracr; subdividido en una región que codifica para el ARNtracr largo o tracr-L, y en otro que codifica para el ARNtracr corto o tracr-S.
Expresión[editar]
Ante la falta de investigación sobre este mecanismo, aún no data un sistema de transcripción concreto que determine qué inicia la biosíntesis del ARNtracr. No obstante, se ha tratado de demostrar la coexistencia de dos tipos de sistemas que pueden llevar a cabo la biosíntesis del ARNtracr.
Por un lado, según un estudio basado en la constante observación de la expresión y el procesamiento de los ARNtracr, a raíz de un sondeo de ARN de varias bacterias (Neisseria meningitidis, Streptococcus mutans y Streptococcus thermophilus), se determinó que los respectivos sistemas CRISPR/Cas9 de tipo II se encuentran constitutivamente activos. Como consecuencia, las bacterias que gozan de este sistema presentan una alta respuesta inmunológica ante bacteriófagos que las infecte[7].
No obstante, por otro lado, sí que existen otros tipos de bacterias dotadas de un represor del promotor de transcripción del Locus CRISPR. Este sistema es llevado a cabo por un tipo de ARNtracr salvaje de algunas bacterias (ARNtracr largo o tracr-L) que se pliega en forma de ARNsg[3] y se une a una proteína Cas9[7]. Este, al encontrarse libre, mediante la complementariedad de bases nitrogenadas de una pequeña región de la molécula respecto a una corta secuenca PAM del promotor de transcripción, se une al locus CRISPR y silencia la transcripción (silenciamiento génico transcripcional o TGS) del locus. Por esta misma razón, el tracr-L es capaz de regular la síntesis de las proteínas Cas y la regulación del resto de genes del locus[3]. De este modo, cuando una célula, en este caso Streptococcus pyogenes, es infectada por un bacteriófago, el represor transcripcional (tracr-L) se libera y permite la activación del promotor para iniciar la transcripción del Locus CRISPR. Por esta misma razón, a diferencia del sistema constitutivo de algunas bacterias, la importancia del tracr-L radica en la significativa reducción de probabilidades de padecer enfermedades autoinmunitarias.
Tal y como se representa en la FIGURA 1, la transcripción del operón Cas9 y la matriz CRISPR va en sentido 5'-3', es decir, que la síntesis de ARN es 3'-5'; mientras que la transcripción del gen ARNtracr, que finaliza gracias a la presencia de una [1]Terminación independiente de Rho, es 3'-5', de manera que la biosíntesis del ARNtracr será 5'-3' (en excepción de un gen ARNtracr del sistema CRISPR/Cas9 Tipo II-C).
Como resultado de la transcripción y expresión de genes, se sintetizan un conjunto de ARN's y proteínas que desarrollan la respuesta inmunológica, como ahora el tracr-P (tracr-S procesado), las RNasas Cas9, Cas1, Cas2 y Csn2 y el pre-ARNcr (pre-ARN CRISPR).
Localizaciones del gen ARNtracr[editar]
Como se ha especificado anteriormente, este caso se centra en el sistema CRISPR/Cas9 Tipo II-A del Streptococcus pyogenes. El estudio de los diferentes sistemas CRISPR ha conllevado la aparición de una gran diversidad de sistemas de respuesta inmunitaria de las diferentes bacterias dotadas del sistema CRISPR/Cas9. Por ende, la variabilidad de los genes codificantes también es presente[8][9]. Otros sistemas CRISPR/Cas Tipo II, como el Tipo II-A del S. thermophilus, el gen codificante del ARNtracr tanto se encuentra aguas arriba del gen Cas9 como justo después de su secuencia. En el caso del Tipo II-B del Francisella Novicida, el gen se encuentra adyacente al operón Cas9 y aguas arriba de la matriz CRISPR[10]. O, en el caso del Tipo II-C del Campylobacter jejuni, que la localización de sus genes ARNtracr se basa en la unión de los modelos de los Tipos II-A y II-B.
Estructura y composición química[editar]
Estructuras compuestas[editar]
ARNsg
Cas9/ARNsg
Funciones[editar]
Mecanismos de reacción y rutas[editar]
Historia y antecedentes[editar]
Aplicaciones[editar]
Ensayos clínicos[editar]
Referencias[editar]
Bibliografía[editar]
- ↑ Rocha, Taibo; Eugenia, María (2016). Caracterización y análisis de la variación de Loci CRISPRs en Streptococcus thermophilus. Consultado el 21 de octubre de 2022.
- ↑ Vol. 25 (2022). doi:10.22201/fesz.23958723e.2022. Consultado el 23 de octubre de 2022.
- ↑ a b c «Shibboleth Authentication Request». login.sire.ub.edu. doi:10.1146/annurev-genet-071719-022559. Consultado el 23 de octubre de 2022.
- ↑ a b «Shibboleth Authentication Request». login.sire.ub.edu. doi:10.1080/15476286.2019.1582974?needaccess=true. Consultado el 21 de octubre de 2022.
- ↑ «ORIGEN Y DESARROLLO DEL SISTEMA CRISPR/Cas. De 1987 a 2002. 1ª parte». www.fernandogalangalan.com. Consultado el 21 de octubre de 2022.
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- ↑ a b Deltcheva, Elitza; Chylinski, Krzysztof; Sharma, Cynthia M.; Gonzales, Karine; Chao, Yanjie; Pirzada, Zaid A.; Eckert, Maria R.; Vogel, Jörg et al. (31 de marzo de 2011). «CRISPR RNA maturation by trans-encoded small RNA and host factor RNase III». Nature 471 (7340): 602-607. ISSN 0028-0836. PMC 3070239. PMID 21455174. doi:10.1038/nature09886. Consultado el 21 de octubre de 2022.
- ↑ Liao, Chunyu; Beisel, Chase L. (23 de noviembre de 2021). «The tracrRNA in CRISPR Biology and Technologies». Annual Review of Genetics (en inglés) 55 (1): 161-181. ISSN 0066-4197. doi:10.1146/annurev-genet-071719-022559. Consultado el 23 de octubre de 2022.
- ↑ Karvelis, Tautvydas; Gasiunas, Giedrius; Miksys, Algirdas; Barrangou, Rodolphe; Horvath, Philippe; Siksnys, Virginijus (1 de mayo de 2013). «crRNA and tracrRNA guide Cas9-mediated DNA interference in Streptococcus thermophilus». RNA Biology 10 (5): 841-851. ISSN 1547-6286. PMC 3737341. PMID 23535272. doi:10.4161/rna.24203. Consultado el 23 de octubre de 2022.
- ↑ Bikard, David; Marraffini, Luciano A. (1 de noviembre de 2013). «Control of gene expression by CRISPR-Cas systems». F1000Prime Reports 5: 47. ISSN 2051-7599. PMC 3816762. PMID 24273648. doi:10.12703/P5-47. Consultado el 23 de octubre de 2022.