——CRISPR is a technology that can be used to edit genes and, as such,?

will likely change the world.

一、名詞解釋：CRISPR-Cas系統(tǒng)

????????CRISPR是規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列的簡(jiǎn)稱，廣泛存在于細(xì)菌和古菌的基因組中，是其免疫系統(tǒng)的組成部分。該系統(tǒng)由由CRISPR陣列與Cas基因家族組成，其中，CRISPR陣列由高度保守的重復(fù)序列與間隔序列的間隔排列組成，上游有負(fù)責(zé)其轉(zhuǎn)錄的前導(dǎo)序列；Cas基因家族即CRISPR相關(guān)蛋白基因，高度保守，其編碼的Cas蛋白擁有能夠切割DNA雙鏈 的結(jié)構(gòu)域。CRISPR陣列中，重復(fù)序列中包含的回文結(jié)構(gòu)可形成保守的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠與Cas蛋白結(jié)合形成復(fù)合物，共同發(fā)揮作用。

二、CRISPR-Cas系統(tǒng)的組成

1.CRISPR陣列：前導(dǎo)序列、重復(fù)序列和間隔序列

（1）前導(dǎo)序列：通常位于CRISPR基因座上游，富含A-T堿基對(duì)，可作為啟動(dòng)子啟動(dòng)下游重復(fù)序列與間隔序列的轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為 CRISPR RNA（crRNA）。

（2）重復(fù)序列：由21-48 bp高度保守的核苷酸構(gòu)成，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)。

（3）間隔序列：源于外源病毒基因組或質(zhì)粒DNA序列，由26-72 bp核苷酸構(gòu)成，可作為抵御外源核酸入侵時(shí)的抗原。當(dāng)含有同源序列的病毒或質(zhì)粒再次入侵時(shí)，能夠引發(fā)細(xì)菌或古菌的獲得性免疫反應(yīng)，從而切斷外源核酸。

2.Cas相關(guān)蛋白基因

????????Cas相關(guān)蛋白基因編碼Cas蛋白，其主要功能為外源基因組的捕獲與切割。根據(jù)不同的CRISPR系統(tǒng)，Cas相關(guān)蛋白基因分為兩大類型：Class I和Class II。

（1）Class I約占90％，廣泛存在于細(xì)菌和古菌中，其發(fā)揮作用時(shí)需不同效應(yīng)蛋白組成的多聚體共同作用。

????????基于效應(yīng)蛋白家族的不同，Class I系統(tǒng)可分為3種類型（Type I、Type III和Type IV）和12種亞型（I-A、I-B、I-C、I-D、I-E、I-F、I-U、III-A、III-B、III-C、III-D和IV）

（2）Class II約占10％，主要存在于細(xì)菌中，只需單一的Cas效應(yīng)蛋白即可對(duì)外源的核酸序列進(jìn)行識(shí)別和切割。

????????基于效應(yīng)蛋白家族的不同，Class II系統(tǒng)可分為三種類型（Type II、Type V和Type VI）和九種亞型（II-A、II-B、II-C、V-A、V-B、V-C、V-U、VI-A、VI-B 和 VI-C）