Soru:
CRISPR-Cas9 sistemi, genetik mühendisliğinde devrim yaratan bir gen düzenleme aracıdır. Bu sistemin çalışma mekanizmasını, aşağıdaki bileşenlerin rollerini açıklayarak özetleyiniz:
- a) Cas9 Proteini
- b) Guide RNA (gRNA)
Çözüm:
💡 CRISPR-Cas9, bir moleküler makas ve bir adres bulucudan oluşan bir sistem gibi düşünülebilir.
- ➡️ a) Cas9 Proteini: Bu protein, sistemin "makas" işlevini görür. DNA'yı kesen (nükleaz) enzim aktivitesine sahiptir. Hedef DNA dizisine ulaştığında, o dizide çift iplikli bir kesim (double-strand break) yapar.
- ➡️ b) Guide RNA (gRNA - Yol Gösterici RNA): Bu molekül ise sistemin "adres bulucu" veya "GPS" sistemidir. İki kısımdan oluşur:
- CRISPR RNA (crRNA): Hedef DNA dizisi ile eşleşecek olan, özgül (spesifik) bir dizi taşır. Hangi genin düzenleneceğini belirler.
- Trans-activating crRNA (tracrRNA): Cas9 proteinine bağlanarak onu stabilize eden yapısal bir RNA'dır.
Pratikte bu iki RNA genellikle tek bir molekül halinde birleştirilir (single-guide RNA, sgRNA).
- ➡️ Mekanizmanın Özeti: gRNA, Cas9 proteinine bağlanır ve onu hedef DNA dizisine yönlendirir. gRNA'nın bir kısmı hedef DNA'ya bağlanırken, Cas9 proteini DNA çift sarmalını açar ve hedef diziyi keser. Kesilen DNA, hücrenin kendi tamir mekanizmaları (Homolog Olmayan Uç Birleştirme veya Homolog Rekombinasyon) tarafından onarılır. Bu onarım sırasında gen susturulabilir (inaktive edilebilir) veya istenen bir mutasyon/düzeltme yapılabilir.
✅ Sonuç olarak, CRISPR-Cas9 sistemi, gRNA'nın rehberliğinde Cas9 enziminin hedef bir geni yüksek hassasiyetle kesmesi ve düzenlemesi prensibiyle çalışır.
