Le système CRISPR : structure
Le système CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) est un mécanisme de défense immunitaire présent chez les bactéries et les archées. Il leur permet de se protéger contre les attaques de virus ou de plasmides étrangers. Dans ce cours, nous allons étudier la structure de ce système et son mode de fonctionnement.
Composants du système CRISPR
Le système CRISPR est composé de trois principaux éléments :
Définition
1. Les séquences CRISPR
Les séquences CRISPR sont des segments d'ADN présentant une structure en palindromes courts et réguliers. Ces séquences sont généralement situées dans le génome bactérien entre des régions de séquences non codantes appelées "espaces intergéniques".
2. Les séquences répétées
Les séquences répétées sont des fragments d'ADN de taille variable qui se retrouvent en tandem dans les séquences CRISPR. Ces répétitions sont généralement composées de 20 à 40 paires de bases, et elles sont hautement conservées au sein d'une même bactérie ou archée.
3. Les séquences espacées
Les séquences espacées correspondent aux fragments d'ADN provenant des éléments génétiques étrangers rencontrés par la bactérie ou l'archée. Ces séquences sont insérées entre les séquences répétées, d'où le nom "espacées".
Mécanisme du système CRISPR
Le mécanisme du système CRISPR est basé sur une succession d'étapes complexes permettant de reconnaître, d'acquérir et de défendre l'organisme contre les éléments étrangers. Voici les différentes étapes du processus :
Définition
1. Acquisition
Lorsqu'un organisme est exposé à un nouvel élément génétique étranger, une protéine spécifique, appelée Cas1, est responsable de l'enregistrement de cet ADN étranger dans les séquences CRISPR.
2. Expression et maturation
Les séquences CRISPR sont ensuite transcrites en ARN précurseur appelé "pré-CRISPR RNA" (pre-crRNA). Ce pré-crRNA est clivé par une enzyme spécifique, appelée Cas6, pour générer des molécules d'ARN spécifiques à chaque séquence espacée.
3. Interférence
Les molécules d'ARN spécifiques résultantes, appelées crARN (pour CRISPR RNA), sont incorporées dans un complexe protéique comprenant une protéine Cas dite "effectrice". Ce complexe crARN-Cas protège l'organisme contre les éléments étrangers de même séquence en ciblant spécifiquement leur ADN ou leur ARN pour les détruire.
Ce mécanisme d'interférence du système CRISPR permet aux bactéries et aux archées de résister à l'infection par des virus ou à l'insertion de plasmides étrangers dans leur génome.
Résumé
A retenir :
Le système CRISPR est un mécanisme de défense immunitaire des bactéries et des archées permettant de se protéger contre les attaques de virus ou de plasmides étrangers. Il est composé de séquences CRISPR, de séquences répétées et de séquences espacées. Le mécanisme du système CRISPR comprend les étapes d'acquisition, d'expression et maturation, ainsi que l'interférence. Ce dernier permet de cibler spécifiquement les éléments génétiques étrangers pour les détruire. Ce système joue un rôle essentiel dans l'évolution et la survie des bactéries et des archées.