當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的基因編輯工具是 CRISPR-Cas9 系統(tǒng),由兩大核心組件構(gòu)成協(xié)同作用:
Cas9 核酸酶:作為具有特異性切割功能的「分子剪刀」,能夠在目標(biāo)位點精準(zhǔn)斷裂 DNA 雙鏈,形成 DNA 雙鏈斷裂(DSB),為后續(xù)編輯提供基礎(chǔ)。
sgRNA(單導(dǎo) RNA):作為靶向引導(dǎo)分子,一端通過堿基互補配對識別目標(biāo)基因序列,另一端與 Cas9 酶結(jié)合,引導(dǎo)其高效定位至基因組特定區(qū)域,確保切割的特異性。
下面是基因編輯的關(guān)鍵流程,基因編輯的核心流程可概括為「靶向識別 - 雙鏈斷裂 - 修復(fù)編輯」三個關(guān)鍵步驟:
1?? 靶向識別:sgRNA 通過序列互補與目標(biāo)基因組位點特異性結(jié)合,引導(dǎo) Cas9 酶形成功能性復(fù)合物,實現(xiàn)對編輯位點的精準(zhǔn)定位。
2?? 雙鏈斷裂:Cas9 酶在目標(biāo)位點啟動切割功能,斷裂 DNA 雙鏈,觸發(fā)細胞內(nèi)固有的 DNA 損傷修復(fù)機制。
3?? 修復(fù)編輯:細胞主要通過兩種途徑完成修復(fù),實現(xiàn)不同編輯目的:
非同源末端連接(NHEJ):修復(fù)過程無需同源模板,速度快但易產(chǎn)生堿基插入或缺失突變,可導(dǎo)致目標(biāo)基因功能失活,常用于基因敲除。
同源重組修復(fù)(HDR):需引入攜帶目標(biāo)序列的外源供體 DNA 作為模板,修復(fù)過程精準(zhǔn)度高,可實現(xiàn)基因的定點插入、替換或修飾,適用于精準(zhǔn)基因編輯。
編輯:冷漠小 z
內(nèi)容來源:丁香大師姐
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