• Mithilfe von CRISPR-Cas-Systemen lassen sich Gene verändern oder inaktivieren
  • Schneiden von DNA
• auch molekulare Genschere genannt
• beliebiges Gen kann theoretisch beliebig geschnitten werden
  • Austausch von DNA-Nukleotiden
  • Entfernen von Teilen des Gens
  • Hinzufügen von DNA-Nukleotiden
• Funktion eines Gens kann verändert werden
  • wenn man Gene unfunktionell macht kann man herausfinden, was dieses Gen eigentlich bewirkt
• Hälfte der Bakterien haben nachgewiesen CRISPR-Cas-Systeme
• Großteil der DNA von Bakterien bestehen aus Virus-DNA
• CRISPR-Palindrom
  • DNA-Abschnitte, wo beide Stränge die Selbe Basenabfolge in Leserichtung haben
  • Merkhilfe: Otto, Anna
• Name
  • clustered regulary interspaced short palindromic repeats
  • gehäuft auftretende, regelmäßige unterbrochene, kurze Palindrom-Wiederholungen
    
• zwischen CRISPR-Palindromen befinden sich Spacer(Virus-DNA)
  • Beleg dafür, dass Virus Bakterium infiziert hat, die Zelle aber nicht zerstören
• crRNA (einsträngig) sind transkribierte CRISPR-Palindrom + Spacer + tracerRNA
  • CRISPR-Palindrom - Spacer - CRISPR-Palindrom - tracrRNA
• Cas9 bindet an Spacer der crRNA

Funktion

• DNA muss von Bakterium mit Fremd-DNA infiziert sein → DNA von Bakteriophag wird in DNA von Zelle integriert um durch Proteinbiosynthese vermehrt zu werden
• Im Bakteriengenom gibt es kurze sich wiederholende Sequenzen, die sowohl vorwärts, als auch Rückwärts gelesen die gleiche Basenkombination ergeben
  • z.B. ATTA ATTTA ATTA
  • palindromische Wiederholungen
• Die Fremd-DNA befindet sich zwischen diesen palindromischen Wiederholungen
  • wird als Spacer bezeichnet
• Sammlung aus Repeats heißt CRISPR
• Die DNA wird transkribiert → crRNA
• Es bindet Tracer-DNA bindet an den Spacern durch Basenpaarung
• Tracer-DNA bindet in Cas9-Enzym
• wenn nun weitere gleiche Fremd-DNA in die Zelle injeziert bindet diese im CRISPR-Cas9-system und wird dort geschnitten, was zum Funktionsverlust führt

Anwendung

• Erforschung der Funktion eines Gens
• Gentherapie
• Pflanzenzüchtung

Beispiel

• Weizensorte hat teils Gen, dass Schutzmechanismus gegen Mehltau inaktiviert
• Wenn dieses Gen inaktiviert wird, funktioniert der Schutzmechanismus wie gehabt
• Also kann man dieses Gen mit CRISPR-Cas-Systemen ausschneiden

Aufgaben

Zu 1

Cas9-Sequenz künstlich herstellen und in das Bakterium geben.
![[Natura 8.6 CRISPR-Cas-Systeme.pdf]]