Bagaimana Mekanisme CRISPR Cas-9 Dalam Mengedit Genom Suatu Organisme?

 Apa itu teknologi CRISPR Cas-9 sebenarnya? 

     pengeditan gen yang telah mengubah cara kita memahami biologi dan dapat digunakan untuk menyembuhkan penyakit, meningkatkan ketahanan tanaman, serta mengubah sifat-sifat pada hewan dan manusia. Teknologi ini berasal dari sistem pertahanan bakteri terhadap virus yang ditemukan pada bakteri Streptococcus pyogenes. 

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) Cas-9 adalah teknologi pengeditan gen yang berbasis pada sistem imun pertahanan bakteri terhadap virus. Sistem CRISPR Cas-9 terdiri dari dua komponen utama, yaitu enzim Cas-9 dan RNA berbasis CRISPR. Teknologi CRISPR-Cas9 bekerja dengan menggunakan protein Cas9 dan RNA kecil yang disebut CRISPR RNA (crRNA) dan trans-activating RNA (tracrRNA)

Bagaimana CRISPR Cas-9 dapat mengenali sequence DNA yang diinginkan? 

      Cara kerja dari teknologi CRISPR Cas-9 adalah dengan memotong DNA pada tempat yang diinginkan dan mengganti atau menambahkan gen dengan tepat. Proses ini dimulai dengan mengidentifikasi sekuens DNA yang diinginkan untuk diedit dan menentukan bagian mana dari DNA yang harus dipotong. Setelah itu, crRNA dan tracrRNA digabungkan untuk membentuk kompleks RNA Cas-9, yang dapat mengenali dan memotong DNA pada titik-titik yang telah ditentukan sebelumnya. Setelah potongan DNA dibuat, sistem perbaikan DNA yang terjadi pada sel-sel hidup akan memperbaiki potongan DNA tersebut dan memungkinkan perubahan gen.


Mekanisme kerja CRISPR Cas-9 terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:

Mekanisme kerja CRISPR Cas-9 dimulai dengan mengidentifikasi fragmen DNA yang ingin dihilangkan atau dimodifikasi, kemudian memasukkan sekuens RNA yang komplementer dengan fragmen DNA tersebut. RNA ini disebut guide RNA (gRNA) dan akan membantu Cas9 untuk memotong fragmen DNA yang diinginkan. Guide RNA memiliki urutan basa yang spesifik, sehingga Cas9 akan menempel pada fragmen DNA yang diinginkan berdasarkan urutan basa yang sama dengan gRNA. Setelah Cas9 melekat pada fragmen DNA, enzim ini akan memotong dua untai DNA pada lokasi yang spesifik. Pemotongan ini akan menghasilkan "luka" pada DNA, dan sel akan memperbaiki "luka" tersebut melalui dua mekanisme: non-homologous end joining (NHEJ) atau homology-directed repair (HDR). NHEJ akan menyambungkan dua ujung DNA yang putus secara acak, sehingga menghasilkan penghapusan atau mutasi pada lokasi pemotongan. Sedangkan HDR memanfaatkan molekul DNA donor sebagai template untuk memperbaiki "luka" pada DNA, sehingga menghasilkan modifikasi yang diinginkan

Apa Manfaat dan Kegunaan dari Teknologi CRISPR Cas-9 ini?

CRISPR Cas-9 digunakan dalam berbagai aplikasi bioteknologi dan kedokteran, seperti dalam pengobatan penyakit genetik, pengembangan tanaman transgenik, dan pengembangan vaksin.

Sumber referensi :

Doudna, J.A., & Charpentier, E. (2014). The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science, 346(6213), 1258096. doi: 10.1126/science.1258096

Jinek, M., et al. (2012). A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science, 337(6096), 816-821. doi: 10.1126/science.1225829

National Human Genome Research Institute. (2021). What is CRISPR-Cas9? https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/CRISPR-Cas9-FAQs










Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Kladogram : pengertian, istilah penting, dan jenis jenis kladogram

Gambar
      Kladogram : istilah evolusi, pengertian, Istilah penting, jenis jenis dan model gambar.       Kladogram adalah sebuah diagram berupa pohon yang digunakan untuk menunjukkan hubungan kekerabatan antara spesies atau kelompok organisme. Kladogram dibuat berdasarkan data filogenetik, yaitu data yang berisi informasi mengenai perubahan-perubahan genetik pada organisme dari waktu ke waktu. Istilah-istilah penting dalam kladogram antara lain: Node : titik cabang di dalam pohon yang menunjukkan keberadaan nenek moyang terakhir dari semua organisme yang berada di bawahnya. Clade : kelompok organisme yang terdiri dari nenek moyang bersama dan semua keturunannya. Monophyletic : kelompok organisme yang membentuk sebuah clade, yaitu semua keturunan dari nenek moyang bersama. Paraphyletic : kelompok organisme yang terdiri dari nenek moyang bersama dan beberapa, namun tidak semua, keturunannya. Polyphyletic : kelompok organisme yang terdiri dari organisme yang ...
Baca selengkapnya

Regulasi Genetika pada Bakteri E. coli: Mekanisme Lac Operon dalam Mengontrol Metabolisme Laktosa

Gambar
Pengertian Lac Operon         Lac operon adalah suatu sistem genetika pada bakteri E. coli yang mengatur sintesis enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme laktosa. Pada E. coli, gen-gen yang mengode enzim-enzim tersebut terletak pada suatu fragmen DNA yang disebut operon. Terdapat tiga gen yang terdapat pada operon lac, yaitu gen lacZ, gen lacY, dan gen lacA. Gen lacZ mengode enzim β-galaktosidase, gen lacY mengode permease laktosa, dan gen lacA mengode transacetylase. Lalu bagaimana Mekanisme Lac Operon dalam meregulasi metabolisme laktosa?        Mekanisme lac operon saat terdapat glukosa dan laktosa secara bersamaan dapat dijelaskan sebagai berikut:      Glukosa Tersedia, Laktosa Tidak Tersedia Ketika glukosa tersedia, maka E. coli akan lebih memilih untuk menggunakan glukosa sebagai sumber energi daripada laktosa. Pada kondisi ini, konsentrasi cAMP (cyclic adenosine monophosphate) akan rendah karena tidak dibutuhkan unt...
Baca selengkapnya

Regulasi Siklus Sel: Tahap-Tahap Mitosis, Protein CDK dan Cyclin, dan Proses Cek Poin

Gambar
Bagaimana sel dapat mengganda dan bertambah banyak? Proses apa yang meregulasi proses tersebut?  Mitosis adalah proses pembelahan sel yang terjadi secara teratur dan bertanggung jawab untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Tahap mitosis terdiri dari interfase, G1, S, G2, dan M. Interfase merupakan tahap persiapan sebelum sel memasuki siklus mitosis sebenarnya Bagaimana proses Mitosis berlangsung?   Pada tahap G1 (Gap 1), sel mulai memperbesar ukuran dan mengekspresikan gen yang diperlukan untuk mempersiapkan replikasi DNA. Selanjutnya, pada tahap S (synthesis), DNA sel di-replikasi sehingga terbentuk dua salinan kromosom identik. Pada tahap G2 (Gap 2), sel mempersiapkan diri untuk pembelahan sel dengan mensintesis protein yang diperlukan untuk membentuk spindle, yang merupakan struktur penting untuk pemisahan kromosom selama pembelahan sel. Setelah G2, sel memasuki tahap M (mitosis) yang terdiri dari empat tahap yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Pada ...
Baca selengkapnya