1. Acquisition de matrice CRISPR :
Lors d’une invasion virale, les bactéries capturent et intègrent de courts fragments d’ADN viral dans leur propre génome. Ces fragments sont appelés proto-espaceurs et sont stockés dans des locus spécifiques appelés tableaux CRISPR. Chaque proto-espaceur est flanqué de séquences conservées appelées répétitions directes.
2. Transcription et traitement de l'ARN CRISPR (ARNcr) :
Les matrices CRISPR sont transcrites en une molécule précurseur d’ARN CRISPR (pré-ARNcr). Ce pré-ARNc est ensuite traité par les protéines Cas, générant des ARNc matures courts et contenant une séquence spécifique complémentaire de l'ADN ou de l'ARN viral envahissant.
3. Ciblage et clivage des acides nucléiques viraux :
L'ARNc mature s'associe à des protéines Cas spécifiques, formant un complexe ribonucléoprotéique. Ce complexe agit comme un guide moléculaire, dirigeant les protéines Cas vers l’ADN ou l’ARN viral envahisseur. Lors de la reconnaissance de la séquence complémentaire, les protéines Cas clivent et détruisent les acides nucléiques viraux.
4. Mémoire et adaptation :
Les systèmes CRISPR-Cas présentent une mémoire immunologique. Une fois qu'un virus a été rencontré et vaincu, la séquence proto-espaceur de ce virus est intégrée dans la matrice CRISPR de l'hôte, permettant à l'hôte de mettre en place une défense rapide et robuste contre les infections ultérieures par le même virus.
5. Types de systèmes CRISPR-Cas :
Il existe différents types de systèmes CRISPR-Cas classés en six types principaux (types I à VI) et d'autres sous-types. Chaque type utilise différents ensembles de protéines Cas et de mécanismes pour le ciblage et le clivage des acides nucléiques.
6. Applications CRISPR-Cas9 en biotechnologie :
Le système CRISPR-Cas9, en particulier le type II, a acquis une immense popularité en tant qu'outil polyvalent d'édition de gènes en biotechnologie. En exploitant sa capacité à cibler des séquences d'ADN spécifiques, CRISPR-Cas9 permet des modifications précises des génomes pour diverses applications de recherche et thérapeutiques.
En conclusion, les systèmes CRISPR-Cas représentent un mécanisme de défense étonnant et complexe développé par les populations bactériennes pour lutter contre les invasions virales. Ces systèmes fournissent une immunité adaptative et héréditaire, protégeant les bactéries des infections virales à travers les générations. De plus, les applications de la technologie CRISPR-Cas en biotechnologie ont révolutionné le génie génétique et recèlent un énorme potentiel pour les avancées scientifiques et les interventions thérapeutiques futures.
