CRISPR-CAS9 SİSTEMİ
CRISPR (Clustered Regulary Inter Spaced Palindromic Repeats)
CRISPR, ‘’Düzenli Aralıklarla Bölünmüş Palindromik Tekrar Kümeleri’’ açılımının baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. CRISPR kısaca, bakteri ve arkelerin kendi genomlarını virüslerden korumak amaçlı, bağışıklık sistemlerinin bir parçasıdır. Bu sistem yabancı DNA’yı sekansına (dizisine) bağlı olarak keserek bakteri ve arkeleri istilacı nükleik asitlerden (virüs gibi) korur. Bu sistemde CRISPR olarak adlandırılan bir yabancı DNA belleği mevcuttur, bu bellekte, daha önceden bakteri ya da arkeye girmiş olan yabancı nükleik asit tutulur, yeni bir yabancı nükleik asit girişinde daha önceki ile karşılaştırılır ve eskisiyle benzeşirse kesim işlemi çok kolay bir biçimde yapılır. Kesim işlemini ise Cas9 endonukleazı yapar.
Bakteri ve arkelerin orijinal CRISPR-Cas9 sisteminde, Cas9 endonukleazının kesim yapabilmesi için crRNA ve tracrRNA, Cas-9’a rehberlik eder. Fakat bilim insanları crRNA’nın 3’ ucu ile tracrRNA’nın 5’ ucunu birleştirmesiyle yandaki şekilde görülen (sgRNA) single guide RNA’yı meydana getirmişlerdir. Artık CRIPR-Cas9 sisteminden yararlanmak için sgRNA’yı hedef genomda düzenleme
yapabileceğimiz dizi ile eşleştirip, Cas9 endonukleazı ile 20 bp (baz çifti) kesim yapabilir ve orada isteğe bağlı mutasyonlar gerçekleştirebiliriz.
Cas9 Endonukleazının Çalışma Prensibi;
Cas9’un çalışması için önce hedef dizi seçilir (Şekil 1), daha sonra bu hedef diziyi kesebilmemiz için Cas9’un tanıyacağı sgRNA hedef diziye senkronize olur (Şekil 2), Cas9, sgRNA’yı tanır ve hedef diziye bağlanır (Şekil 3), hedef dizi kesilir (Şekil 4) ve kesilen bölgede artık mutasyon yapabiliriz (Şekil 5).
CRISPR ile Duchenne Musküler Distrofi (DMD) hastalığı tedavisi;
(DMD) kas hastalıkları arasında en sık karşılaşılan hastalıktır. Sadece erkek çocuklarda görülen bir hastalıktır. Bu hastalıkta kas fonksiyonu için gerekli olan temel bir proteinin eksiktir. Bu proteinin yokluğunda kaslar giderek zayıflar, kas dokusunun yerini yağ dokusu alır. Bilim insanları bu hastalığın tedavisi için farelerde CRISPR-Cas9 kullanarak deneyler yaptı ve pozitif sonuçlar alındı. Farelerde genin hatalı bölgesi CRISPR-Cas9 ile çıkarılıp alındı ve fareler bu temel proteini üretmeye başladılar.
CRISPR ile gelecek;
CRISPR-Cas9 ile ileride genomda birçok değişiklik mümkün kılınabilecek. Oregon, Portland’daki araştırmacılar ilk defa ABD’de bir insan embriyosunu düzenlediler. Bu da ileride ebeveynler çocuklarının nasıl isterlerse öyle yapılabileceği anlamına geliyor, çocuğun boyu, saç rengi, göz rengi vs. yani tasarı bebekler. Şu an için çok iddaalı bir düşünce, fakat ileride CRISPR-Cas9 kullanılarak insanlar genlerinde oynamalar yapıp, morfolojik özellikleri ile oynaya bildikleri gibi birçok gen hastalığı da tarihe karışacak.
Kaynaklar ve İleri Okuma
1) Hwang W.Y., Fu Y.F., Reyon D., Maeder M.L., Tsai S.Q., Sander J.D., Peterson R.T., Yeh J-R J. and Joung J.K., 2013. Efficient genome editing in zebrafish using a CRISPR-Cas system. Nature Biotechnology, 31(3):227-229.
2) Cong, L., Ran, F. A., Cox, D., Lin, S., Barretto, R., Habib, N., … & Zhang, F. (2013). Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science, 339(6121), 819-823.
3)http://www.kaskader.org/haberdetay-105-duchenne-muskuler-distrofi-icin-crispr–cas9-tedavisi
