Resenha sobre o funcionamento do Sistema CRISPR

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João Marcos B. Trévia
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Resenha sobre o funcionamento do Sistema CRISPR-Cas9, incluindo os tipos possíveis de reparo no DNA
O Sistema CRISPR/Cas é um conjunto de mecanismos adaptativos de defesa de bactérias que têm transmissão hereditária. O mecanismo imunológico adaptativo CRISPR tem a capacidade de detectar o DNA viral (bacteriófago) e destruí-lo rapidamente. A proteína Cas9 é uma das desse sistema, a qual serve para localizar, clivar e degradas o DNA do vírus especificamente. A descoberta dessa ação complexa deu um norte aos cientistas sobre como funciona a imunidade bacteriana, sobre como essas bactérias combatiam ou se tornavam resistente aos bacteriófagos.
Esse sistema é uma matriz de cópias repetidas conectadas por sequências de ligação de comprimento fixo. As sequências ligantes são chamadas de espaçadores, sendo obtidas de elementos genéticos que invadem as células microbianas, os bacteriófagos. Um CRISPR pode ser ativado pelos seus genes vizinhos CRISPR-associado (Cas), e os espaçadores serão processados em RNA molecular. A forma de RNA espaçadores vai reprimir as atividades de elementos estranhos com regiões complementares inversas que invadem as células hospedeiras.
O sistema CRISPR/Cas pode ser sintetizado em três passos: aquisição do DNA viral; processamento dos RNA guias; e degradação do DNA invasor. No primeiro passo, a bactéria identifica o invasor, integrando parte do DNA deste no lócus CRISPR dela; assim que o protoespaçador for integrado dentro do lócus CRISPR, este será denominado espaçador. No segundo passo, o RNA é sintetizado, formando um longo pré-crRNA que é processado em pequenos crRNAs maduros e funcionais. No terceiro passo, estes RNAs curtos detectam a sequência invasora, e iniciam a degradação do invasor por proteínas Cas.
De acordo com esses mecanismos, cientistas inferiram que existe a possibilidade de utilizar a proteína Cas9 como tecnologia de engenharia genética, usando-a para inserir ou deletar genes específicos de vários tipos de DNA. Dessa forma, pela utilização da proteína em questão, a técnica ficou conhecida como CRISPR/CAS9.
Vários estudos apresentaram grandes progressos em relação a esse método, alterando o gene de células doentes em animais, restaurando a função natural de produção daquele gene. Apesar de seu elevado potencial na engenharia genética, o sistema CRISPR não vem sendo aplicado na área da alteração genética em organismos mais desenvolvidos ainda de forma intensa devido questões éticas, necessitando vencer ainda muitas barreiras. As aplicações em crescimento incluem a produção de alimentos, a edição de genomas, o desenvolvimento de medicamentos, a produção de vacinas, a manipulação de microrganismos, o aconselhamento genético, a produção de biocombustíveis, o melhoramento genético, a prevenção e o tratamento de infecções, a terapia celular, a medicina regenerativa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Giono, Luciana Eugenia; CRISPR/Cas9 y la terapia génica; Medicina (Buenos Aires); Medicina (Buenos Aires); 77; 5; 10-2017; 405-409;
2. Lammoglia-Cobo MF, Lozano-Reyes R, García-Sandoval CD, et al. La revolución en ingeniería genética: sistema CRISPR/Cas. Investigación en Discapacidad. 2016;5(2):116-128.