11.11
Бактерии постоянно сталкиваются с инфекциями от бактериофагов-вирусов, которые заражают бактерии. Для защиты от этой угрозы, бактерии развили изощренную, адаптивную систему иммунитета, которая известа как система CRISPR-CAS уничтожения ДНК бактериофага в случае повторной инфекции. Эта система включает в себя три различных процесса-инкорпорация сегмента ДНК бактериофага в бактериальный геном, Производство РНК CRISPR и Cas-белок и CRISPR РНК-Cas-опосредованное расщепление ДНК бактериофага.
Когда бактериофаг нападает, он прикрепляется к поверхности бактериальной клетке и вводит свою ДНК в бактерии, которая затем расщепляется бактериальной системой. Короткий сегмент ДНК бактериофага затем добавляется в специфическую область бактериального генома, CRISPR-в переводе звучит как Кластеризованные Короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами. Это геномные области, где бактериальная последовательность повторяется в сочетании с короткими последовательностями различных спейсеров от различных бактериофагов.
Эти последовательности спейсеров служить памятью для бактерий о всех бактериофагах, которые уже нападали. Бактерии используют последовательность спейсеров для быстрого выявления и уничтожения ДНК конкретного типа бактериофага если он снова нападет. Транскрипты областей CRISPR перерабатываются для производства молекулы РНК CRISPR примерно 30 нуклеотидов длиной, которая имеет спейсерную последовательность, и рядом последовательность бактериального повтора.
Связанные с CRISPR, или системы CAS, кодируют белок CAS. Затем этот белок Cas ассоциируется С молекулой РНК CRISPR для формирования рибонуклеопротеиновый комплекса. Если вновь атакует тот же тип бактериофагов, Его ДНК признаётся специальной последовательностью спейсеров, присутствующих в РНК CRISPR.
Тогда ассоциированный белок CAS, либо водиночку, либо с помощью нескольких белков, вырезает обе цепи ДНК бактериофага. Принципы CRISPR Системы CAS и ее компонентов можно использовать для выбивания или модифицирования любого гена в организме, используюя дополняющую его направляющую РНК. Различные типы система CRISPR CAS присутствуют и бактерий и архей.
В их числе Система CRISPR Cas9, одна из самых хорошо изученных и широко используемых для других практических приложений поскольку она может быть легко и эффективно перепрограммирована для того, чтобы целиться в разные гены.
Бактерии и археи так же восприимчивы к вирусным инфекциям, как и эукариоты; поэтому они разработали уникальную адаптивную иммунную систему для защиты…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.