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Edição de genoma

tipo de engenharia genética

Edição de genoma é um tipo de engenharia genética em que o ADN é inserido, substituído, ou removido de um genoma utilizando nucleases modificadas artificialmente, ou "tesoura molecular".[1][2][3]

HistóriaEditar

A edição do genoma com nucleases de engenharia, uma poderosa ferramenta para entender a função biológica e revelar a causalidade, foi construída em um esforço conjunto pela academia e indústria de 1994 a 2010. O uso do CRISPR/Cas9 é a implementação de 2013 na "caixa de ferramentas" de edição genética.[4]

A estratégia de substituição baseada em recombinação homóloga nasceu nos anos 70 nos laboratórios de Gerry Fink e Ron Davis[5][6] que mostraram que um gene de levedura pode ser substituído por um marcador selecionável e, portanto, eliminado. Este método tornou-se uma fonte chave da "genética do fermento", e ao longo das três décadas subsequentes, a comunidade de pesquisa de leveduras o usa, entre outras coisas, para fazer uma coleção de alelos nulos[7] e hipomórficos[8] em todo o genoma do fermento, amplamente utilizado para reversão malhas genéticas.[9][10][11]

ProcessoEditar

Reparo de quebra de fita duplaEditar

A edição do genoma baseia-se no conceito de reparação de mecânica do DNA fita dupla pausa (DSB).

Engenharia de nucleasesEditar

A chave para a edição do genoma é criar um DSB em um ponto específico dentro do genoma. As enzimas de restrição comumente usadas são eficazes no corte de DNA, mas geralmente reconhecem e cortam em vários locais. Para superar esse desafio e criar DSB específico do local, três classes distintas de nucleases foram descobertas e bioengenharia até o momento. Estas são as nucleases de dedo de zinco (ZFNs), nucleases efetoras como ativador de transcrição (TALEN), meganucleases e o sistema de repetições palindrômicas curtas e inter-espaçadas regularmente (CRISPR/Cas9).

Referências

  1. Esvelt, KM.; Wang, HH. (2013). «Genome-scale engineering for systems and synthetic biology.». Mol Syst Biol. 9 (1). 641 páginas. PMC 3564264 . PMID 23340847. doi:10.1038/msb.2012.66 
  2. Tan, WS.; Carlson, DF.; Walton, MW.; Fahrenkrug, SC.; Hackett, PB. (2012). «Precision editing of large animal genomes.». Adv Genet. 80: 37–97. PMC 3683964 . PMID 23084873. doi:10.1016/B978-0-12-404742-6.00002-8 
  3. Puchta, H.; Fauser, F. (2013). «Gene targeting in plants: 25 years later.». Int. J. Dev. Biol. 57: 629–637. doi:10.1387/ijdb.130194hp 
  4. Genome Editing B.C. (Before CRISPR): Lasting Lessons from the “Old Testament” por Urnov Fyodor D., publicado em "The CRISPR Journal" Vol. 1, No. 1 (2018)
  5. Transformation of yeast. por Hinnen A, Hicks J B, Fink G R. Proc Natl Acad Sci U S A 1978; 75:1929–1933. Crossref, Medline
  6. Replacement of chromosome segments with altered DNA sequences constructed in vitro. por Scherer S, Davis R W. Proc Natl Acad Sci U S A 1979;76:4951–4955.Crossref, Medline
  7. Peter., Snustad, D. (2012). Genetics 6th ed., International student version ed. Singapore: Wiley. ISBN 1118092422. OCLC 770517281 
  8. Muller, H. J. 1932. Further studies on the nature and causes of gene mutations. Actas do 6º Congresso Internacional de Genética, pp. 213–255.
  9. Hartwell LH, Hood L, Goldberg ML, Reynolds AE, Silver LM, Veres RC (2008). Genetics: from genes to genomes. Boston: McGraw-Hill Higher Education. ISBN 0-07-284846-4 
  10. Patton EE, Zon LI (Dezembro de 2001). «The art and design of genetic screens: zebrafish». Nat. Rev. Genet. 2 (12): 956–66. PMID 11733748. doi:10.1038/35103567 
  11. Page DR, Grossniklaus U (Fevereiro de 2002). «The art and design of genetic screens: Arabidopsis thaliana». Nat. Rev. Genet. 3 (2): 124–36. PMID 11836506. doi:10.1038/nrg730 
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