11.11
Bakteriler sürekli olarak bakteriyofajlardan gelen enfeksiyonlarla karşı karşıyadır. Bu tehdidin üstesinden gelmek için bakteriler, CRISPR-Cas sistemi olarak bilinen karmaşık, adaptif bir bağışıklık sistemi geliştirdiler;bu sistem, enfeksiyon durumunda bakteriyofaj DNA'sını yok eder. Bu sistem üç farklı prosesi içerir:bakteriyofaj DNA segmentinin bakteri genomuna dahil edilmesi, CRISPR RNA ve Cas proteininin üretilmesi ve bakteriyofaj DNA'sının CRISPR RNA-Cas aracılığıyla bölünmesi.
Bir bakteriyofaj saldırdığında, bakteri hücresinin yüzeyine bağlanır ve DNA'sını bakterinin içine aktarır;bu DNA, bakteri sistemi tarafından parçalanır. Bakteriyofaj DNA'sının kısa bir segmenti, bakteri genomunun CRISPR adı verilen belirli bölgelerine eklenir. Bunlar, bakteriyel dizi tekrarlarının dağınık yerleştirildiği genomik bölgelerdir ve farklı bakteriyofajlardan gelen, kısa ve değişen aralayıcı diziler içerirler.
Bu aralayıcı diziler, bakteriler için daha önce saldırmış olan tüm bakteriyofajları içeren bir hafıza görevi görür. Bakteriler, aralayıcı dizileri kullanarak, tekrar saldıran belirli bir bakteriyofaj tipinden DNA'yı hızlı bir şekilde tanımlar ve yok eder. CRISPR bölgesinden gelen transkriptler işlenerek, aralayıcı dizi ve yakındaki bakteri tekrar dizisini içeren, yaklaşık 30 nükleotit uzunluğunda CRISPR RNA molekülleri üretilir.
CRISPR ilişkili sistemler Cas proteinini kodlar. Bu Cas proteini daha sonra CRISPR RNA molekülü ile birleşerek bir ribonükleoprotein kompleksi oluşturur. Aynı tipte bir bakteriyofaj tekrar saldırdığında, bu bakteriyofajın DNA'sı, CRISPR RNA'da bulunan spesifik aralayıcı dizisi tarafından tanınır.
İlişkili Cas proteini daha sonra, tek başına veya birçok proteinin yardımıyla bakteriyofaj DNA'sının her iki zincirini de keser. CRISPR Cas sisteminin ilkeleri ve bileşenleri, tamamlayıcı kılavuz RNA'sını kullanarak, bir organizmadaki herhangi bir geni yıkmak veya değiştirmek için kullanılabilir. Bakterilerde ve arkelerde CRISPR Cas sisteminin farklı tipleri bulunur.
Bunlar arasında CRISPR Cas9 sistemi, en iyi çalışılmışlardan biridir ve farklı genleri hedeflemek için kolayca ve etkili bir şekilde tekrar programlanabildiğinden, farklı pratik uygulamalar için yaygın olarak kullanılır.
Bakteriler ve arkeler de tıpkı ökaryotlar gibi viral enfeksiyonlara karşı hassastır; bu nedenle kendilerini korumak için benzersiz bir uyarlanabilir b…
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.