CRISPR-Cas9 e Eletroporação

CRISPR-Cas9

O que é?

CRISPR-Cas9 é uma tecnologia moderna de edição genética baseada em um sistema natural de defesa de bactérias. Ele permite a modificação precisa e direcionada do DNA em células de diferentes organismos.

Como funciona?

1. Sistema Natural: Em bactérias, o sistema CRISPR-Cas9 serve como uma defesa contra vírus. Quando uma bactéria é infectada por um vírus, ela incorpora pedaços do DNA viral em seu próprio genoma, criando uma "biblioteca" de sequências virais chamadas CRISPR. Se o vírus tentar infectar a bactéria novamente, a bactéria usa essas sequências para reconhecer e destruir o DNA viral com a proteína Cas9.

2. Edição Genética:

   - RNA Guia (gRNA): No CRISPR-Cas9, o RNA guia é projetado para se ligar a uma sequência específica de DNA que se deseja modificar. O RNA guia tem uma sequência complementar à do DNA alvo.

   - Proteína Cas9: A proteína Cas9 é uma nuclease que faz o corte no DNA. Quando o RNA guia se liga ao DNA alvo, a Cas9 se dirige ao local e faz um corte na dupla hélice do DNA.

   - Reparação: Após o corte, a célula tenta reparar o DNA. Durante o processo de reparo, podem ser inseridas novas sequências de DNA (se uma sequência de reparo for fornecida) ou o DNA original pode ser corrigido.

Aplicações:

- Pesquisa Básica: Para estudar a função de genes específicos.

- Medicina: Potencial para tratar doenças genéticas ao corrigir mutações.

- Agricultura: Desenvolvimento de culturas com características desejadas, como resistência a doenças ou maior rendimento.

Vantagens:

- Precisão: Pode realizar edições específicas em locais definidos do genoma.

- Flexibilidade: Pode ser usado em uma ampla gama de organismos.

- Eficiência: Relativamente fácil de usar e implementar em comparação com métodos anteriores.

Desafios:

- Efeitos fora do alvo: Possibilidade de alterações inesperadas em outras partes do genoma.

- Questões Éticas: Especialmente no uso em humanos e na modificação germinativa (que pode ser passada para futuras gerações).

Eletroporação

O que é?

A eletroporação é uma técnica que utiliza um campo elétrico para introduzir DNA ou outros tipos de moléculas na célula. É uma das maneiras mais antigas e amplamente usadas para transformar células.

Como funciona?

1. Preparação da Amostra: O DNA ou RNA que se deseja introduzir é misturado com as células alvo em uma solução.

2. Aplicação do Campo Elétrico: Um pulso elétrico de alta voltagem é aplicado à mistura. Esse pulso cria pequenos poros na membrana celular, permitindo que o DNA ou RNA entre na célula.

3. Reparo da Membrana: Após o pulso elétrico, a membrana celular se repara, e o DNA introduzido pode então ser incorporado ao genoma da célula.

Aplicações:

- Transformação de Bactérias: Usada para inserir plasmídeos em bactérias para pesquisas e produção de proteínas.

- Transfecção de Células eucarióticas: Pode ser usado para introduzir genes em células de mamíferos, embora seja menos comum devido à sua natureza não específica.

Vantagens:

- Versatilidade: Pode ser usado em uma variedade de tipos de células e organismos.

- Simplicidade: Técnica relativamente simples e não requer modificações químicas complexas do DNA.

Desafios:

- Dano Celular: O pulso elétrico pode causar danos às células e afetar a taxa de sobrevivência.

- Eficiência Variável: A eficiência de transformação pode variar dependendo do tipo de célula e das condições do pulso.

Vídeos explicativos:

Fonte: https://blog.mendelics.com.br/crispr-cas9-edicao-do-dna-e-o-tratamento-de-doencas/

https://peteel.ufsc.br/2020/09/14/eletroporacao/#:~:text=Eletropora%C3%A7%C3%A3o%20consiste%20na%20aplica%C3%A7%C3%A3o%20de,macromol%C3%A9culas%20migrem%20atrav%C3%A9s%20desses%20poros.