CRISPR / Cas als Signatur-Antivirus. Teil 1

Wir verstehen die antivirale Immunität der Bakterien CRISPR / Cas im Vergleich zum Signatur-Antivirus.




CRISPR ( Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, Short Palindromic Cluster Repeats ) - Abschnitte nichtkodierender DNA aus abwechselnden Wiederholungen und Spacern, Fragmente des Genoms von Viren, die auf diesem Bakterium parasitieren.



Die CRISPR-Kassette ist eine Art Antiviren-Datenbank, die organisierte Daten über Bedrohungen enthält. Spacer dienen als Signaturen: Die darin aufgezeichneten DNA-Fragmente erkennen Viren und lösen Abwehrmechanismen aus.

Der antivirale Zellschutz besteht aus drei Phasen:

1. Anpassungen;
2. Reifung von Effektorkomplexen;
3. Immunantwort.

Anpassung - die Anschaffung neuer Abstandshalter. Spacer können wie Signaturen nicht ohne Interaktion mit dem Virus erstellt werden.
Wenn Bakterien aus einem fremden Genom infiziert werden, wird ein Fragment herausgeschnitten, an dem dieses Virus in Zukunft erkannt wird.
Der Cas-Proteinkomplex ist an der Anpassung beteiligt. Wie Computer-Antivirus scannt es fremden DNA-Code auf der Suche nach „verdächtigen“ Websites. Nachdem Cas diese entdeckt hat, schneidet er ein Fragment des viralen Genoms aus und bettet es als Spacer in die CRISPR-Kassette ein.

Der Spacer schützt das Bakterium, solange es mit dem Genom des Virus übereinstimmt.
Das Virus sammelt Punktmutationen an und verliert seine Ähnlichkeit mit einem Spacer. Dies schwächt die Abwehr der Bakterien. In ähnlicher Weise wirken polymorphe Computerviren - sie ändern sich mit jeder neuen Infektion, was die Erkennung erschwert.

Bereits in der CRISPR-Kassette aufgezeichnete Abstandshalter sind im Kampf gegen das neue Virus unbrauchbar. CRISPR / Cas als Antiviren-Datenbank muss regelmäßig aktualisiert werden.

Richtig funktionierendes CRISPR / Cas neutralisiert Virusinfektionen und verhindert die Insertion eines Fremdgenoms in das Zellgenom, wie z. B. eine Hintertür auf DNA-Ebene.

CRISPR ist wie Antivirus falsch. CRISPR ist durch einen Fehler wie falsch positiv gekennzeichnet - Spacer fallen manchmal mit dem zelleigenen Genom zusammen, dann funktionieren die Abwehrmechanismen nach einem Autoimmunszenario und zerstören die DNA von Bakterien.

CRISPR / Cas als Signatur-Antivirus. Teil 2

Materialien für Interessierte :
CRISPR-Systeme: Immunisierung von Prokaryoten
Genom-Editing mit CRISPR / Cas9
CRISPR/Cas9

Source: https://habr.com/ru/post/de394191/