CRISPR

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CENTRO UNIVERSITÁRIO TOCANTINENSE PRESIDENTE ANTÔNIO
CARLOS
DEPARTAMENTO DE MEDICINA
MÓDULO: Tecnologia de Informação e Comunicação (TICs)
ALUNO: Marcos Felipe Menezes Magalhães
TUTOR: Mário
PERÍODO: 4°
Atividade: Encaminhe uma resenha com o funcionamento do Sistema CRISPR-
Cas9, incluindo os tipos possíveis de reparo no DNA.
Desenvolvido a partir de mecanismos moleculares do sistema
imunológico bacteriano, o sistema CRISPR possibilita a edição do genoma
através de clivagem do DNA por uma endonuclease (Cas9) a partir de uma
sequência de RNA, que é capaz de se parear com as bases de uma
sequência-alvo. A estrutura genética do CRISPR, no sistema bacteriano, é
constituída de repetições palindrômicas curtas, agrupadas e interespaçadas.
As repetições e os espaçadores, quando transcritos, formam o RNA guia, que
serve para direcionar a enzima Cas9 ao alvo (neste caso, a sequência do vírus
parasita). A proteína Cas9 e o RNA guia, podem ser introduzidos in vitro em
outras células e direcionados a locais específicos do genoma, para que
provoquem quebras na fita dupla. Após esta clivagem, a maquinaria molecular
intrínseca do organismo, responsável pela correção de erros no genoma, é
utilizada para alterar a sequência de DNA, adotando a modificação e fazendo a
célula perder sua versão mutada. Desta forma, o sistema pode ser utilizado
tanto para reparar mutações e gerar proteínas funcionais.
As quebras de duplas fitas podem ser reparadas por duas vias distintas,
o HDR (reparo direcionado à homologia) ou a NHEJ (junção final não
homóloga). Geralmente, o mecanismo mais acionado é a NHEJ, predominante
na fase G1, S e G2 do ciclo celular. Ele faz incorporação de nt aleatórios na
região de quebra, sendo um sistema propenso a erros devido às inserções
aleatórias que frequentemente causam mutações indels (inserções e deleções).
Por esse motivo, esse sistema pode ser empregado para a eliminação de
expressão gênica. Por causa das mutações indels, a NHEJ promove alterações
na fase de leitura da sequência. Por outro lado, o sistema de reparo HDR utiliza
um DNA doador projetado como molde para a síntese de um segmento de
DNA novo na região de quebra, caracterizando seu mecanismo de
recombinação homóloga. Esse sistema pode ser usado para introdução de
transgenes ou na edição extremamente precisa do genoma, uma vez que o
DNA molde é projetado com uma sequência genética específica. Dessa forma,
quando um DNA molde é inserido junto ao sistema CRISPR, o HDR é ativado e
pode servir de base para a inserção de uma sequência homóloga; mas, na
ausência desse modelo, o sistema NHEJ se encontra operante. Essa estratégia
pode ser fundamental quando a neoplasia é originada de um oncogene, que
pode ser deletado pelo sistema CRISPR-Cas9.
CORRELAÇÃO TEÓRICO-PRÁTICA
A partir desses conhecimentos é possível inferir que o sistema imune
bacteriano possui mecanismos moleculares que possibilitam a edição do
genoma através de clivagem do DNA e reparo de erros genéticos, por meio do
sistema CRISPR. Essas informações são úteis na prática a fim de que o
médico possa aplicar essas descobertas em terapias e tratamentos em
neoplasias e outras patologias. Para nós estudantes de medicina, esse
conhecimento é relevante para nosso aprendizado, uma vez que permite uma
melhor compreensão sobre o sistema imunológico bacteriano e suas
aplicações na engenharia genética.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, Amanda SR; SOUZA, Cleide B. Sistema CRISPR-Cas9: uma
alternativa terapêutica para neoplasia pulmonar. J Bras Patol Med Lab, v. 57,
p. 1-9, 2021.
AREND, Marcela Corso; PEREIRA, Jessica Olivaes; MARKOSKI, Melissa
Medeiros. O Sistema CRISPR/Cas9 e a possibilidade de edição genômica para
a cardiologia. Arquivos Brasileiros de Cardiologia, v. 108, p. 81-83, 2017.