CRISPR Кассета: основные сведения

CRISPR-Cas система (от clustered regularly interspaced short palindromic repeats) - это система адаптивного иммунитета прокариот, которая обеспечивает защиту клетки от чужеродных генетических элементов (вирусов и плазмид). В состав CRISPR-Cas системы входят CRISPR кассета и cas (от CRISPR-associated) гены [ 32 ]. В общем виде, механизм защитного действия CRISPR-Cas систем представлен на Рис. 3 . CRISPR кассета транскрибируется, как единый РНК предшественник (пре-крРНК), который затем процессируется с образованием набора коротких фрагментов РНК ( крРНК ).

CRISPR кассета состоит из коротких палиндромных повторов, разделенных уникальными последовательностями ( спейсерами ) [ 32 ]. Первичный транскрипт CRISPR кассеты, ( пре-крРНК ) процессируется с образованием CRISPR РНК ( крРНК ), каждая из которых содержит последовательность одного спейсера и фланкирующих фрагментов повторов. При комплементарном взаимодействии комплекса Cas белков с крРНК с мишенью - как правило, участком ДНК бактериофага - происходит деградация чужеродной ДНК. Последовательность ДНК бактериофага, комплементарная спейсеру, называется протоспейсером . Кроме комплементарного взаимодействия спейсера крРНК и протоспейсера мишени в случае CRISPR-Cas систем первого и второго типов к протоспейсеру должен примыкать дополнительный мотив, состоящий из двух- трех нуклеотидов, называемый PAM (protospacer adjacent motif) , последовательность которого различается для CRISPR-Cas систем из различных микроорганизмов.

Около 40% отсеквенированных геномов бактерий и около 90% отсеквенированных геномов архей содержат CRISPR кассеты [ 32 ]. В среднем, в одной CRISPR кассете насчитывается около 60 спейсеров. Повторы, соответствующие CRISPR-Cas системе одного типа, как правило являются специфичными для одного вида бактерий, тогда как наборы спейсеров часто уникальны для отдельных штаммов одного вида [ 33 ]. Таким образом, анализ набора спейсеров в CRISPR кассетах является чувствительным инструментом для выявления отличий между штаммами внутри одного рода или вида для широкого спектра микроорганизмов.

Ссылки: