Edició de genoma

Archiu:Overview of TALENs.png

Edició de genoma

Archiu:Human genome to genes-it.png

Representació del genoma humà.

La edició del genoma o edició genómica, també coneguda com a edició genètica és un tipo d'ingenieria genètica en la que es realisa la manipulació, modificació o alteració directa d'una seqüència de ADN en el genoma d'una cèlula o organisme ya siga eliminant, insertant o reemplaçant alguna seqüència d'interés en el seu genotip. Per a este fi, s'utilisen les nucleasas (denominades “tijeras moleculars”), que són enzimes que hidrolizan o catalizan en la doble cadena de ADN i en un lloc específic del genoma per mig de diverses tècniques d'edició genómica com la ferramenta CRISPR/Cas9. L'edició del genoma també es referix a un tipo d'ingenieria genètica per la qual seqüències del genoma poden ser directament manipulades per a crear un organisme genèticament modificat. Estats Units va aprovar el primer tractament d'edició genètica per a humans. El tractament, cridat casgevy. El genoma es pot editar en el yupi

Funció de l'edició del genoma

L'edició del genoma funciona a partir de l'us d'enzimes anomenades nucleasas les quals tallen el genoma d'una part molt específica. Les nucleasas es componen de dos parts: part de nucleasas que tallen el ADN i una atra part dirigida a el ADN, la qual està dissenyada per a guiar a les enzimes a una seqüència específica de ADN.

Despuix de tallar el ADN en un lloc específic, la cèlula naturalment repararà el tall. Es pot manipular este procés de reparació per a fer canvis (o “edicions”) a el ADN en eixa ubicació en el genoma.

Métodos per a l'edició de genoma

Durant els últims anys s'han desenrollat métodos per a l'edició del genoma d'una manera precisa i àgil, actualment es coneixen tres métodos per a realisar l'edició d'un genoma: ZNF, TALEN i CRISPR.

Els tres métodos detonen una qualitat que tenen totes les seues cèlules, la qual consistix en reparar el ADN quan es trenquen les dos cadenes que ho conformen. Les metodologia d'edició genómica desenrollades fins al moment es basen en la generació d'un tall en els dos bri de la doble hèliç de el ADN (cridat tall doble cadena, o double strand break, DSB) realisat en forma precisa i dirigida en la regió a editar. Este tall és després reparat per la cèlula que dispon, per a açò, de dos mecanismes alternatius.

Reparació de cadenes de ADN

Quan es presenta esta perillosa situació, la del tall en els bri de la cadena de ADN, les cèlules utilisen una de les dos opcions per a conseguir reparar els possibles danys: la primera es coneix com a unió d'extrems no homòlecs i l'atra, reparació assistida per plantilla.

Unió d'extrems no homòlecs

És la via de reparació preferencial, consistix en la recombinació no homòloga o unió d'extrems no homòlecs (la sigla dels quals en anglés és NHEJ per Senar-homologous end-joining). Este mecanisme consistix en la simple unió dels extrems generats i típicament introduïx mutacions adicionals en generar insercions o seleccions en la zona de l'unió. Lo que fa la cèlula és pegar als extrems trencats de el ADN unes proteïnes específiques, les quals s'unixen entre sí per a acostar els extrems fracturats i pegar-los novament; en cas que siga necessari, inclús pot afegir uns quants nucleòtits —molècules que són les unitats bàsiques de l'estructura de el ADN i l'ARN— para resanar la fractura, acció que sol deixar una “cicatriu” (mutació) en el lloc de l'unió.

Reparació assistida per plantilla

La segona opció s'utilisa quan el cromosoma es trenca pero existix un segment adicional de ADN que és idèntic en seqüència a un i un atre costat de la fractura; la cèlula utilisa este segment com a guia fidel per a reparar el ADN. Esta via també és cridada recombinació homòloga (la sigla de la qual en anglés és HR o HDR per Homologous recombination o Homology-directed repair) que pot utilisar com a mòle la regió corresponent del cromosoma homòlec o una molècula exógena de ADN proveïda per a portar a terme la correcta unió dels extrems. El cromosoma aixina editat és després heretat per les cèlules filles.

Aplicació dels processos de reparació en l'edició de genoma

El truc que s'utilisa per a editar un genoma és simple en térmens conceptuals: primer, es talla el ADN en el lloc desijat en una “tijera” molecular programable, i al mateix temps s'introduïx un ADN guia per a enganyar a les cèlules i s'utilisa esta plantilla per a reparar el dany i introduir aixina tots els canvis desijats. El disseny de les tijeras moleculars programables és un triumfo de l'ingenieria genètica.

Metodologia ZFN i TALEN

Artícul principal → Dits de zinc.

Cada sistema d'edició té el seu propi mecanisme de programació: en els sistemes ZFN i TALEN la mateixa proteïna que actua com tijera és la que es programa per a que tall en un lloc predefinit.

Metodologia CRISPR

Artícul principal → CRISPR.

En contrast, el sistema CRISPR té dos components independents: la proteïna Cas9 que actua com tijera i un menut ARN guia que li diu a Cas9 on eixercir la seua acció. La diferència que té este sistema radica que programar un ARN és molt més fàcil que programar una proteïna, raó per la qual és el método que goja de major prestigi en l'actualitat.