Für die Schule (6): Mutation leicht gemacht – Das CRISPR/Cas-System

Das CRISPR/Cas-Verfahren gibt es erst seit wenigen Jahren und doch hat es die Gentechnik revolutioniert. Die Veränderung von DNA für Forschungszwecke oder zu Therapie von Krankheiten ist nun wesentlich einfacher, günstiger und effizienter. Wir betrachten die grundlegende Funktionsweise des CRISPR/Cas-Systems.
(Themen-Schwerpunkt: Genetik)

Das System besteht aus zwei Komponenten, dem Enzym Cas9 und der guideRNA (gRNA). Das Enzym Cas9 bildet einen Komplex mit der gRNA. Mit Hilfe der gRNA wird Cas9 an eine bestimmte Stelle auf der DNA geführt und schneidet dort den DNA-Strang.

GRNA-Cas9

Das CRISPR/Cas-System ermöglicht unter anderem die Inaktivierung eines bestimmten Gens (Knockout, Bild unten links), z.B. um dessen Funktion zu untersuchen. Außerdem kann die DNA-Sequenz eines Gens gezielt verändert werden (Bild unten rechts), wodurch z.B. krankmachende Mutationen entfernt werden können.

DNA Repair

Abkürzungen
CRISPR = Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (gruppierte kurze palindromische Wiederholungen mit regelmäßigen Abständen)
Cas = CRISPR-associated Protein


SimplyScience.ch: Kurze Beiträge über die Funktionsweise und mögliche Anwendungen von CRISPR/Cas

Quarks Hintergrund: Die zwei Seiten der Genschere (Audio-Beitrag)

Max-Planck-Gesellschaft: Artikel zu Grundlagen und gentechnischen Anwendungen

Buchtipp: “Eingriff in die Evolution” von Jennifer A. Doudna

3×3 Sammlung zum Thema CRISPR/Cas (Video, Audio, Websites)