2) минисателлиты, состоящие преимущественно из ГЦ-повторов
3) длинные последовательности ДНК
4) ретротранспозоны
CRISPR — это аббревиатура от Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, то есть короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами . Такие участки представляют собой массивы повторяющихся последовательностей ДНК, разделённых уникальными спейсерами. Палиндромность означает возможность образования комплементарных структур за счёт особенностей последовательности, а регулярное чередование повторов и спейсеров определяет характерную организацию локуса.
CRISPR-локусы являются частью адаптивной системы защиты бактерий и архей от бактериофагов и плазмид. Спейсеры часто происходят из фрагментов чужеродной ДНК, ранее внедрившейся в клетку; после транскрипции они входят в состав направляющей РНК и обеспечивают распознавание комплементарной последовательности. Белки Cas, например Cas9, по этому сигналу связываются с мишенью и осуществляют расщепление ДНК. Поэтому CRISPR обозначает не минисателлиты, не протяжённые фрагменты ДНК вообще и не ретротранспозоны, а специфическую структуру и связанную с ней систему иммунитета.
| Компонент или признак | Характеристика и значение |
|---|---|
| CRISPR-повторы | Короткие повторяющиеся палиндромные последовательности, объединённые в кластер и разделённые спейсерами. |
| Спейсеры | Уникальные участки между повторами; обычно происходят из генома фага или плазмиды и обеспечивают иммунологическую память. |
| Cas-белки | Белки CRISPR-associated, участвующие в созревании РНК, распознавании мишени и разрушении чужеродной нуклеиновой кислоты. |
| crRNA | РНК, содержащая последовательность, комплементарную мишени; направляет комплекс CRISPR–Cas к нужному участку. |
| Распознавание мишени | Требует комплементарности направляющей РНК и ДНК; для ряда систем, включая Cas9, дополнительно необходим соседний мотив PAM. |
| Механизм защиты | При повторном попадании чужеродной последовательности комплекс CRISPR–Cas распознаёт её и вызывает деградацию или разрыв нуклеиновой кислоты. |
| Геномное редактирование | Инженерные варианты CRISPR-Cas применяются для направленного разрыва ДНК; последующее восстановление посредством NHEJ или HDR позволяет изменять последовательность гена. |
В медицинской генетике CRISPR-Cas используется для моделирования наследственных заболеваний, функциональной проверки вариантов генов и разработки методов генной терапии. Точность редактирования зависит от выбора направляющей РНК, доступности PAM и контроля внецелевых изменений. Редактирование может приводить к выключению гена, точечной коррекции или вставке нужной последовательности. Клиническое применение требует оценки эффективности, геномной стабильности, иммуногенности и риска внецелевого воздействия.