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  • Foto do escritorJulia Muñoz

A revolucionária tecnologia de alteração genética do CRISPR-Cas9

Desde o surgimento do estudo da biologia, a modificação genética sempre se estabeleceu como um dos grandes focos desse ramo. Ao longo da história, os humanos realizaram diversas tentativas a fim de alterar as características de outros seres vivos, partindo da seleção artificial, na qual duas espécies (de plantas ou animais) são artificialmente cruzadas para criar as características desejadas, e chegando até mesmo ao uso de compostos químicos ou radiação para causar mutações genéticas. Porém, todos esses métodos são imprecisos, uma vez que não é possível controlar qual gene (isto é, qual parte da sequência de DNA) será afetado pela mutação, o que se tornou um grande mistério a ser desvendado nos estudos biológicos.

Imagem 1: Alteração genética por meio da seleção artificial


No entanto, o surgimento da inovadora tecnologia do CRISPR-Cas9 mudou esse cenário. Diferentemente dos métodos de modificação genética criados no passado, o CRISPR-Cas9 utiliza a técnica “gene-alvo”, assim sendo capaz de alterar apenas o gene desejado, funcionando, portanto, como uma espécie de “tesoura molecular”, recortando o segmento de DNA a ser modificado e realizando as alterações necessárias. Por conta disso, essa tecnologia é atualmente considerada a forma mais simples, versátil e precisa de efetuar a manipulação genética.

O CRISPR-Cas9 é composto por duas partes: o CRISPR e o Cas9. O primeiro é uma parte do DNA bacteriano chamado de “Conjunto de Repetições Palindrômicas Curtas Regularmente Espaçadas” (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) na qual há sequências gênicas curtas que se repetem. Nessa região, são inseridos pedaços de DNA de vírus invasores entre as sequências repetidas, assim funcionando como um armazém de memórias caso a mesma espécie de vírus realize uma infecção no futuro. O Cas9 (que funciona da mesma maneira que o Cas1 e 2, presentes na Imagem 2), por sua vez, é uma enzima produzida pelas bactérias que compõe a parte da tecnologia do CRISPR-Cas9 que age como uma “tesoura molecular”. Isso porque a enzima recorta um fragmento do DNA viral e, após ser orientada por um RNA-guia, isto é, uma sequência de genes que contém as mesmas informações armazenadas em certa região do DNA bacteriano e está conectada ao Cas9, até a região do CRISPR, faz um corte entre as sequências repetidas e o insere. Além disso, quando ocorre uma infecção, a enzima lê os fragmentos de DNAs de vírus que estão armazenados no CRISPR, as compara à da espécie invasora e, caso encontre alguma compatibilidade, consegue acionar uma resposta imunológica mais rápida.

Imagem 2: o funcionamento do sistema CRISPR-Cas9 em uma célula bacteriana.


Para aplicar esse sistema bacteriano a outros seres vivos, possibilitando a modificação genética, é necessário criar artificialmente um RNA-guia baseando-se nos genes em que se deseja a alteração. Sendo assim, esse RNA-guia é introduzido juntamente ao Cas9, orientando a enzima até os genes para que, em seguida, o Cas9 consiga manipular a sequência de DNA de forma a produzir a característica desejada.

Essa tecnologia então, apesar de ainda estar nas fases iniciais de testagem, é muito promissora e, caso passe a ser utilizada regularmente na ciência, provocará uma revolução no campo da biologia, uma vez que abrirá portas para novos ramos de estudo dentro da área da genética. Além disso, poderá trazer mudanças à saúde pública, visto que pesquisas conduzidas com o CRISPR-Cas9 já demonstram que o uso da ferramenta pode auxiliar na prevenção contra doenças cardiovasculares, uma das maiores causas de mortalidade no mundo.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS


MONTESANTI, J. Seleção artificial. InfoEscola. Disponível em: <https://www.infoescola.com/biologia/selecao-artificial/>. Acesso em: 04/07/2022.


What is CRISPR-Cas9?. Your Genome. Disponível em: <https://www.yourgenome.org/facts/what-is-crispr-cas9/>. Acesso em: 04/07/2022.


CRISPR-CAS9. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes UFRJ. Disponível em: <https://www.microbiologia.ufrj.br/portal/index.php/en/graduacao-2/informe-da-graduacao/995-crispr-cas9>. Acesso em: 05/07/2022.


CRISPR: A surpreendente técnica de edição genética. CropLife Brasil. Disponível em: <https://croplifebrasil.org/conceitos/crispr-a-surpreendente-tecnica-de-edicao-genetica/>. Acesso em: 05/07/2022.


CRISPR/Cas9. CRISPR Therapeutics. Disponível em: <http://www.crisprtx.com/gene-editing/crispr-cas9>. Acesso em: 05/07/2022.


AREND, M.; PEREIRA, J.; MARKOSKI, M. O Sistema CRISPR/Cas9 e a Possibilidade de Edição Genômica para a Cardiologia. SciELO Brazil, 2017. Disponível em: <https://www.scielo.br/j/abc/a/S7rhCRLnYjVmCDfTrdSYTDs/?lang=pt>. Acesso em: 05/07/2022.


IMAGENS


Imagem 1: Evolução: artigo sobre seleção natural e seleção humana. Khan Academy. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/artificial-selection/a/evolution-natural-selection-and-human-selection>. Acesso em: 05/07/2022.


Imagem 2: CRISPR-Cas Gene Editing Teaching Resources. BIO-RAD. Disponível em: <https://www.bio-rad.com/es-es/applications-technologies/crispr-cas-gene-editing-teaching-resources?ID=Q58I0DWDLBV5>. Acesso em: 04/07/2022.



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