CRISPR–Cas9 क्या है? — जीवविज्ञान

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परिभाषा 6.11 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 3 · অধ্যায় 6 — आनुवंशिक अभियांत्रिकी और जैवप्रौद्योगिकी

जीवाणु उन फ़ेजों के जीनोमों के खंड, जिन्होंने उनके पूर्वजों को संक्रमित किया था, पुनरावृत्तियों की किसी शृंखला (CRISPR) में सँजोकर रखते हैं, उनका अनुलेखन छोटे मार्गदर्शक RNA में करते हैं, और उनसे किसी न्यूक्लिएज़ को यह निर्देश देते हैं कि कोशिका में घुसने वाला कोई भी मेल खाता DNA काट दे: आनुवंशिक स्मृति वाली एक अनुकूली प्रतिरक्षा-प्रणाली। Streptococcus pyogenes में यह न्यूक्लिएज़ अकेला प्रोटीन Cas9 है, जो किसी मार्गदर्शक RNA और किसी दूसरे छोटे RNA से बँधता है, DNA में किसी तीन-क्षार प्रोटोस्पेसर-सन्निकट अभिप्ररूप (PAM, 5 $'$ -NGG) की खोज करता है, सटे DNA को खोलता है, और यदि PAM के पास के बीस क्षार मार्गदर्शक से युग्मित हों तो PAM से तीन क्षार दूर दोनों लड़ियाँ काट देता है। जिनेक, शार्पान्त्ये, डूडना और सहयोगियों (2012) ने दोनों RNA को एक एकल-मार्गदर्शक RNA में संलयित किया और दिखाया कि किसी भी चुने अनुक्रम के मार्गदर्शक वाला Cas9 किसी परखनली में DNA को उसी अनुक्रम पर काटता है; एक वर्ष के भीतर यह जोड़ी मानव, चूहा, ज़ेब्राफ़िश, पादप और खमीर कोशिकाओं में काम करती दिखा दी गई। कटाव के साथ कोशिका जो करती है वही जीनोम संपादन है सिरा-संयोजन कोई छोटा अंतर्वेशन या विलोपन छोड़ जाता है जो जीन को तोड़ देता है (एक ही चरण में, किसी भी जीव में, हफ़्तों में कोई निष्क्रियण), और दिए गए किसी साँचे के साथ समजात पुनर्संयोजन कोई चुना हुआ अनुक्रम लिख देता है।

Cas9 और उसका मार्गदर्शक। प्रोटीन किसी PAM से बँधता है, उसके पास का DNA खोलता है, और यदि बीस क्षार मार्गदर्शक RNA से युग्मित हों तो काट देता है। विखंडन की मरम्मत या तो सिरा-संयोजन से होती है, जो जीन तोड़ देता है, या किसी साँचे के साथ पुनर्संयोजन से, जो उसे फिर से लिख देता है।

উদাহরণ

उदाहरण 6.13 (एक इलाज)

दात्र-कोशिका रोग $\beta$ -ग्लोबिन में एक ही क्षार का बदलाव है। $\gamma$ -ग्लोबिन से बना भ्रूणीय हीमोग्लोबिन उसकी जगह ले सकता था, पर $\gamma$ जीन जन्म के बाद दमनकारी BCL11A द्वारा बंद कर दिए जाते हैं। पहली स्वीकृत CRISPR चिकित्सा (2023) रोगी की अपनी रक्त-स्तंभ कोशिकाएँ लेती है, BCL11A के रक्ताणु संवर्धक को Cas9 से काटती है ताकि सिरा-संयोजन उसे अधिकांश कोशिकाओं में निष्क्रिय कर दे, और रोगी की मज्जा साफ़ कर देने के बाद कोशिकाएँ लौटा देती है: वे जो लाल कोशिकाएँ बनाती हैं वे भ्रूणीय हीमोग्लोबिन से भरपूर होती हैं, दात्राकार नहीं होतीं, और संकट रुक जाते हैं। यह संपादन कायिक है — जनन-वंश अछूता रहता है और बदलाव वंशागत नहीं होता — और वह “भोंडा” परिणाम, यानी तोड़ना, वहीं काम में लेता है जहाँ तोड़ना ही चाहिए।

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