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CRISPR-Cas: o sistema imune das bactérias

 

Por Laura Maria Andrade de Oliveira*

 

 

 

O sistema CRISPR-Cas pode ser encontrado nas bactérias e vem sendo bastante estudado nos últimos anos por vários cientistas. Esse sistema é formado por sequências de DNA que se repetem ao longo do material genético das bactérias e possui um papel muito importante nesse micro-organismo: proteção contra organismos invasores. Tais invasores podem ser vírus ou plasmídeos, que são pedaços de DNA que podem ser transferidos de uma bactéria para outra. O sistema CRISPR-Cas atua de modo semelhante ao sistema imune humano, sendo capaz de gerar uma memória imunológica, ou seja, após o primeiro contato com o invasor, as bactérias podem ser capazes de reconhecê-lo e produzir uma resposta imune mais rápida e eficaz em uma segunda invasão.

 O primeiro estudo sobre o sistema CRISPR-Cas foi realizado em 1987, porém, naquele momento, não foi possível atribuir uma função específica para esse sistema. Somente a partir de 2002, o papel desse sistema na prevenção da infecção por vírus e da aquisição de plasmídeos em bactérias começou a ser descrito.

A imunidade realizada pelo sistema CRISPR-Cas acontece em 2 etapas: na primeira etapa, um pedaço do DNA do vírus ou plasmídeo (denominado espaçador) é incorporado à sequência de DNA do sistema CRISPR-Cas; já na segunda etapa, o espaçador auxilia na identificação do seu próprio vírus ou plasmídeo de origem, enviando um sinal para proteínas que irão degradar o material genético do organismo invasor.

Os espaçadores são um importante componente do sistema CRISPR-Cas, pois atuam como a base para a geração da memória imunológica. Estes espaçadores atuam também como indicadores do número de invasões ocorridas em uma célula, pois, quanto mais espaçadores estiverem presentes no sistema CRISPR-Cas, maior o número de invasões já ocorridas.

 A atuação do CRISPR-Cas como sistema imune das bactérias, protegendo esse micro-organismo contra invasões externas, é muito importante para a sua manutenção nos mais diversos ambientes. Todavia, outras funções têm sido atribuídas a esse sistema, como a sua aplicação em engenharia genética e biotecnologia, o que tem permitido, por exemplo, a pesquisa por novas drogas para tratamento de doenças humanas graves, como câncer e HIV. O nosso conhecimento sobre o sistema CRISPR-Cas e suas possíveis aplicações em engenharia genética ainda é recente, porém as descobertas realizadas até o momento têm revelado esse sistema como uma poderosa e revolucionária ferramenta biotecnológica

 

 

Texto revisado e editado por Lais Machado

 

*Laura Maria Andrade de Oliveira é aluna de doutorado em Ciências (Microbiologia) na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Atua na área de Microbiologia Médica com foco na espécie S. pneumoniae. Mineirinha centrada e amiga de todos!

 

Referência: Marraffini, L. A. CRISPR-Cas immunity in prokaryotes. Nature, 2015.

 

Feito por Thais S. Barbosa (ECO - UFRJ) para o CurtaMicro 2017