Penyuntingan gen dengan CRISPR-Cas9: mencari, memotong dan memperbaiki

BiologiBioteknologiUsia 17–18

Gunakan di kelas saya

Model penyuntingan gen yang digambar seperti di buku pelajaran. Masukkan salah satu dari empat RNA pemandu ke Cas9 lalu lihat Cas9 menelusuri DNA rekaan: Cas9 hanya membuka DNA di sebelah urutan PAM dan memotong kedua untai di tempat pemandu berpasangan penuh. Uji tiap pemandu pada 100 sel untuk menemukan potongan di luar target. Lalu ikuti cara sel memperbaiki potongan: NHEJ menyambung kedua ujung dan sering mematikan gen karena pergeseran kerangka baca, sedangkan HDR menyalin cetakan perbaikan dan dapat membetulkan basa yang salah. Tab ketiga membahas kegunaan dan etika: terapi anemia sel sabit yang disetujui pada 2023, tanaman hasil penyuntingan, model penelitian, penyuntingan somatik dan germinal, serta bayi hasil penyuntingan pada 2018.

Pelajaran: Penyuntingan gen dengan CRISPR-Cas9: RNA pemandu, PAM, potongan untai ganda, perbaikan NHEJ dan HDR, gen yang dimatikan, penerapan dan etika

Yang ditunjukkan

CRISPR-Cas9 memungkinkan DNA dipotong di satu tempat yang dipilih. RNA pemandu membawa urutan yang berpasangan dengan DNA target, dan Cas9 memotong kedua untai hanya jika target berada di sebelah urutan pendek yang disebut PAM. Kemudian sel memperbaiki potongan itu. Menyambung langsung kedua ujung (NHEJ) sering menambah atau menghilangkan beberapa basa dan mematikan gen; menyalin cetakan yang diberikan (HDR) dapat memasukkan perbaikan. Model ini memakai DNA rekaan berupa balok berwarna, pemandu 10 basa alih-alih sekitar 20, serta laju pemotongan dan perbaikan sebagai ilustrasi.

Cara menggunakan

Di 1. Cari dan potong, pilih RNA pemandu di Cas9 lalu tekan Mulai untuk melihat Cas9 memeriksa tiap situs PAM; ketuk sebuah situs untuk memperbesarnya. Uji pada 100 sel mencatat potongan di gen X dan gen Y. Di 2. Perbaiki, pilih Gen di dalam sel, centang Tambahkan cetakan perbaikan bila Anda mau, lalu tekan Mulai untuk satu sel atau Perbaiki 100 sel. Di 3. Kegunaan dan etika, pilih Sel yang disunting dan Contoh.

Parameter yang dapat diubah

  • Tampilan 1. Cari dan potong, 2. Perbaiki, 3. Kegunaan dan etika
  • RNA pemandu di Cas9 Pemandu A, Pemandu B, Pemandu C, Pemandu D
  • Gen di dalam sel Gen normal, Gen rusak (satu basa berubah)
  • Tambahkan cetakan perbaikan
  • Sel yang disunting Sel tubuh (somatik), Embrio (germinal)
  • Contoh Terapi anemia sel sabit (2023), Tanaman hasil penyuntingan, Model penelitian, Bayi hasil penyuntingan (2018)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Pemandu B berpasangan sempurna dengan satu bagian gen X, tetapi Cas9 tidak pernah memotong di sana. Apa yang tidak ada di sebelah bagian itu?
  2. Mengapa kehilangan satu basa di potongan biasanya mematikan gen, sedangkan kehilangan tiga basa sering tidak?
  3. Mengapa suntingan pada embrio diwariskan ke generasi berikutnya, tetapi suntingan pada sel punca darah tidak?