CRISPR / Cas sebagai antivirus tanda tangan. Bagian 2

Kami terus memahami kekebalan bakteri CRISPR / Cas melalui perbandingan dengan antivirus, kami melihat lebih detail pada pengenalan virus dan mekanisme netralisasi.




CRISPR / Cas, sebagai program anti-virus, membutuhkan aktivasi untuk berfungsi.
Kunci aktivasi - gen cas . Pada DNA genom, mereka terletak di depan kaset CRISPR. Produk kerja gen Cas adalah protein Cas . Protein ini terlibat dalam setiap tahap kekebalan bakteri.



Informasi genetik kaset CRISPR ditransfer ke molekul RNA pra-crRNA yang panjang . Molekul pra-CRRNA terdiri dari pengulangan dan daerah yang saling melengkapi dengan virus.

Protein Cas memotong pre-crRNA menjadi potongan-potongan crRNA yang mengandung satu pengulangan dan plot, dan bergabung dengannya. Kompleks Cas-crRNA yang dihasilkan untuk mendeteksi dan menetralkan virus.

Cas-crRNA mendeteksi virus melalui pembentukan tautan crRNA dengan bagian pelengkap dari genom asing.

Kemudian, karena aktivitas endonuklease dan exonuklease, protein Cas menghancurkan DNA virus dengan memotongnya.

Residu DNA virus dan fragmen asing lainnya diikat oleh protein Cas dan dimasukkan ke dalam kaset CRISPR sebagai spacer baru. Penggabungan spacer disertai dengan optimalisasi genom sel, hilangnya gen asing dan berlebih.

Pembentukan kompleks Cas-crRNA, deteksi dan netralisasi virus, pembentukan spacer baru sesuai dengan siklus " pencegahan, deteksi, reaksi dan prediksi " ("peringatan, deteksi, penangkalan, dan prediksi") dari arsitektur keamanan adaptif.



Kekebalan CRISPR / Cas melindungi sel dari transformasi plasmid, lisogenisasi dan induksi virus.
Transformasi adalah sejenis cacing: sel berubah dalam DNA asing, perubahan ini ditetapkan, diwariskan, dan ditransfer secara horizontal.
Lisogenisasi dan induksi - penggabungan virus ke dalam DNA sel dan aktivasi selanjutnya, backdoor.

Virus juga tahu cara mempertahankan diri: mengubah genom mereka sendiri dan menghasilkan protein anti-CRISPR untuk secara langsung memengaruhi kekebalan sel. Sama seperti malware komputer menggunakan polimorfisme untuk membuatnya sulit dideteksi, dan serangan antivirus.

Perlombaan senjata evolusi kekebalan dan virus
Ini berjalan secara paralel pada dua skala waktu: perolehan mutasi titik oleh virus dan pembuatan spacer baru membutuhkan waktu berjam-jam atau berhari-hari, perubahan gen CRISPR dan anti-CRISPR membutuhkan waktu ribuan tahun.

CRISPR / Cas sebagai antivirus tanda tangan. Bagian 1

Bahan untuk mereka yang tertarik :
Darwinisme dalam Keamanan TI: Beradaptasi atau Mati
Mengapa bakteriofag sulit melawan sistem kekebalan bakteri
Merancang Arsitektur Keamanan Adaptif untuk Perlindungan dari Serangan Lanjutan
Sistem Sistem Kekebalan Tubuh Sorotan

Source: https://habr.com/ru/post/id394689/