CRISPR

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CRISPR
A revolucionaria técnica de edição genética 
Sistema CRISPR
O que é?
É um “sistema de resposta imune adaptativo” de procariotos que confere resistência à ácidos nucleicos exógenos e DNA viral. Permite a edição genética de varias espécies de forma simples, rápida e de baixo custo. 
A descoberta do lócus CRISPR
Descoberto no final da década de 1980, por pesquisadores japoneses identificaram um lócus gnômico da bactéria Escherichia coli composto por sequencias repetidas de nucleotídeos. Identificaram regiões semelhantes em diversas espécies de bactérias e arqueias. A partir dessas observações foi cunhado o CRISPR ou repetições polindromicas, curtas agrupadas e regulamente interespaçadas. 
Função biológica
Começou por meio de experimentos de pesquisadores que trabalhavam na indústria de laticínios. Perceberam que a bactéria Streptococus thermophilus expostas a certos vírus apresentava sequencias de nucleotídeo;
Após a invasão viral, a bactéria integra pequenos seguimentos de DNA exógeno (Protospacer) no lócus CRISPR em seu cromossomo;
O CRISPR lócus é transcrito e processado em curtos crRNAs (CRISPR RNAs) que são complementares ao DNA exógeno encontrado;
crRNAs formam um complexo com proteínas Cas, um complexo efetor que guia detecção e destruição do DNA alvo.
Princípios da técnica
O CRISPR depende apenas do srRNA (guia único) e a endonuclease Cas9. Assim que a Cas9/sgRNA se administre na célula ou no organismo, a endonuclease é guiada ate certa região do genoma complementar ao sgRNA nela presente e que possua uma sequencia PAM flanquiado na região, caso haja total emparelhamento entre sequencia guia e o DNA alvo este é clivado. Resultando em uma quebra de fita dupla de extremidades abruptas, este tipo de dano no DNA é letal para a célula, que tentara remediar via mecanismos endógenos de reparo, como NHEJ e o HDR.
Complexo Cas9/sgRNA
Edição genética do CRISPR
O processo de reparo NHEJ é o mais comum e propenso a erro, insere ou deleta alguns pares de bases na região de ligação nas extremidades
No processo de HDR a restauração da quebra se baseia na existência de uma outra molécula de DNA semelhante a quebra que servira como molde para o reparo.
Edição genética via CRISPR
Nesta técnica o DNA doador deve ter homologia com a sequência do genoma que se quer editar.
Existem diferentes formas de fazer a edição no DNA, alguns exemplos delas são:
 Knock-in (KI);
 NHEJ.
Edição genética do CRISPR
Edição genética do CRISPR
Apesar de tudo, o uso da CRISPR é mais frequente na modificação genética menos precisa. O tipo de edição NHEJ, que promove a inserção ou deleção de nucleotídeos no sítio clivado, gera KO (nocaute) e é o maior interesse entre os geneticistas
Variações da técnica 
Ao se funsionar a proteína fluorescente GEP à dCas9 complexada a um sgRNA, é possível visualizar a localização de genes no genoma devido a fluorescência de GEP, esta técnica é denominada de marcação de DNA.
Variações da técnica 
Alternativamente, pode-se utilizar de artificios que permitem que a dCas9 GEP e sgRNA se liguem a um RNA mensageiro, podendo rastrear o movimento de qualquer mRNA dentro da célula conhecida como rastreamento.
 Uma fusão de dCas9 a determinadas proteínas capazes de alterar o nível de compactação da cromatina, levando assim ao aumento ou redução, da expressão de genes localizados na região do DNA. Assim, dCas9 VP64 com sgRNA permite ativação transcricional de genes alvo.
Aplicações do CRISPR
Inativação de genes (nocaute);
Silenciamento gênico;
Inserção de elementos genéticos;
Localização de genes no genoma
Produção de animais transgênicos;
Combate a vetores de doenças;
Elaboração de estratégias terapêuticas
CRISPR na agricultura
Produção de plantas resistentes a seca, vírus, pragas, estresse salono etc.
Primeiro produto comercial liberado nos Estados Unidos: cogumelo Agaricus bisporus que não endurece. 
Banana resistente a doenças
CRISPR na criação de animais
Gado bovino: Obtenção de gado sem chifres. Sexagem de embriões.
 Avicultura: Galinhas poedeiras de ovos hipoalergênicos. Sexagem de embriões.
CRISPR na saúde
Combate a infecções virais ( HIV, Hepatite B ) ou causadas por linhagens bacterianas alternamente patogênicas
Obtenção de animais-modelo para o tratamento experimental de doenças (Duchenne, Fibrose cística)
Terapias gênicas somáticas e luta contra o câncer