النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
What are genome editing and CRISPR-Cas9?
المؤلف:
Genetics Home Reference
المصدر:
Help Me Understand Genetics
الجزء والصفحة:
4-11-2020
2517
What are genome editing and CRISPR-Cas9?
Genome editing (also called gene editing) is a group of technologies that give scientists the ability to change an organism's DNA. These technologies allow genetic material to be added, removed, or altered at particular locations in the genome. Several approaches to genome editing have been developed. A recent one is known as CRISPR-Cas9, which is short for clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated protein 9. The CRISPR-Cas9 system has generated a lot of excitement in the scientific community because it is faster, cheaper, more accurate, and more efficient than other existing genome editing methods.
CRISPR-Cas9 was adapted from a naturally occurring genome editing system in bacteria. The bacteria capture snippets of DNA from invading viruses and use them to create DNA segments known as CRISPR arrays. The CRISPR arrays allow the bacteria to "remember" the viruses (or closely related ones). If the viruses attack again, the bacteria produce RNA segments from the CRISPR arrays to target the viruses' DNA. The bacteria then use Cas9 or a similar enzyme to cut the DNA apart, which disables the virus.
The CRISPR-Cas9 system works similarly in the lab. Researchers create a small piece of RNA with a short "guide" sequence that attaches (binds) to a specific target sequence of DNA in a genome. The RNA also binds to the Cas9 enzyme.
As in bacteria, the modified RNA is used to recognize the DNA sequence, and the Cas9 enzyme cuts the DNA at the targeted location. Although Cas9 is the enzyme that is used most often, other enzymes (for example Cpf1) can also be used. Once the DNA is cut, researchers use the cell's own DNA repair machinery to add or delete pieces of genetic material, or to make changes to the DNA by replacing an existing segment with a customized DNA sequence.
Genome editing is of great interest in the prevention and treatment of human diseases. Currently, most research on genome editing is done to understand diseases using cells and animal models. Scientists are still working to determine whether this approach is safe and effective for use in people. It is being explored in research on a wide variety of diseases, including single-gene disorders such as cystic fibrosis, hemophilia, and sickle cell disease. It also holds promise for the treatment and prevention of more complex diseases , such as cancer, heart disease, mental illness, and human immunodeficiency virus (HIV) infection.
Ethical concerns arise when genome editing, using technologies such as CRISPR-Cas9, is used to alter human genomes. Most of the changes introduced with genome editing are limited to somatic cells, which are cells other than egg and sperm cells. These changes affect only certain tissues and are not passed from one generation to the next. However, changes made to genes in egg or sperm cells (germline cells) or in the genes of an embryo could be passed to future generations. Germline cell and embryo genome editing bring up a number of ethical challenges, including whether it would be permissible to use this technology to enhance normal human traits (such as height or intelligence). Based on concerns about ethics and safety, germline cell and embryo genome editing are currently illegal in many countries.