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Ilustración de un estudiante con un gotero y un tubo de ensayo
CRISPR simplificado

Estudiando el mundo con CRISPR

En esta sección de CRISPR simplificado, aprenda cómo los científicos utilizan CRISPR en la investigación científica. 

  • Puntos clave

    CRISPR puede editar el ADN, activando o desactivando genes, o intercambiando genes y variantes de genes. Los científicos utilizan CRISPR en la investigación básica para ayudar a descubrir qué hacen los diferentes genes y variantes.

  • Vocabulario

    CRISPR, investigación básica, investigación aplicada, variantes genéticas

Usando CRISPR para editar ADN

sistema CRISPR fue descubierto por científicos que intentaban comprender cómo interactúan las bacterias y los virus. Descubrieron que CRISPR actúa como tijeras, cortando el ADN para defender las bacterias. En la década de 2010, los científicos se dieron cuenta ¡que las tijeras de ADN serían una gran herramienta para editar ADN! Descubrieron cómo hacer que las proteínas CRISPR cortaran el ADN en casi cualquier lugar que quisieran. 

Cuando se daña el propio ADN de una célula, la célula lo repara. Este proceso de reparación es cuando se pueden realizar cambios. Cuando el ADN se rompe, a veces la célula vuelve a unir los dos extremos. Esto no siempre funciona a la perfección y, a veces, se eliminan o agregan letras de ADN, lo que puede hacer que el gen deje de funcionar. Por lo tanto, CRISPR se puede utilizar para "apagar" genes haciendo un corte que se repara de esta manera descuidada.

Los científicos también pueden darle a la célula un fragmento de ADN de reparación. El ADN de reparación es una secuencia que los científicos quieren agregar en la ubicación del corte CRISPR. La celda copiará esta secuencia sobre la ruptura, algo así como poner un parche sobre un agujero. Con este truco, los científicos pueden agregar nuevas secuencias o genes completamente nuevos a un organismo. 

El uso de herramientas CRISPR para cambiar el ADN se denomina edición de genes basada en CRISPR, pero para abreviar, la gente generalmente lo llama simplemente "CRISPR". Los laboratorios de todo el mundo utilizan CRISPR para editar ADN. Y los científicos están trabajando para crear nuevas y mejores herramientas CRISPR todo el tiempo. 

¿Por qué los científicos editan el ADN?

Los científicos suelen hacerlo enlace or aplicado investigar. La investigación básica responde preguntas sobre cómo funcionan el mundo y los organismos vivos. La investigación aplicada usa ese conocimiento para resolver problemas. La investigación aplicada a menudo implica la fabricación de medicamentos, máquinas y herramientas.

Los científicos utilizan CRISPR en su investigación de varias formas principales:

  • Averiguar qué hacen los genes
  • Estudiar enfermedades humanas, animales y vegetales.
  • Crear medicamentos o tratamientos

¿Qué hacen los genes?

Los científicos pueden usar CRISPR para descubrir qué hace un gen.

Puedes pensar en un organismo como una máquina complicada con muchas partes. Cada gen es una parte. Para saber qué hace un gen, puede activarlo o desactivarlo y ver qué sucede. Los científicos pueden usar CRISPR para activar y desactivar genes.

¿Cómo averiguas lo que hace cada parte de un sistema complejo?

Otra forma de aprender más sobre genes y organismos es copiar un gen de un organismo y pegar ese gen en otro organismo. Por ejemplo, las iguanas verdes tienen púas que bajan por la espalda, ¡pero las lagartijas dragón no tienen púas en absoluto! Quizás la respuesta esté en sus genes. Los científicos pueden intentar agregar un gen o un grupo de genes del ADN de la iguana verde al lagarto dragón. Si al lagarto dragón le salen picos, ¡eso significa que has encontrado el ADN que hace que crezcan los picos! 

Los investigadores pueden utilizar CRISPR para estudiar todo tipo de organismos. En este momento, los investigadores están utilizando CRISPR para comprender cosas como: 

Estudiar enfermedades

Variantes genéticas son cambios en algunas de las letras del ADN de un gen. Por ejemplo, ¡todas las mariposas tienen genes que les hacen crecer alas! Pero las variantes genéticas, algunos cambios en las letras del ADN, hacen que esas alas sean grandes o pequeñas, manchadas o rayadas. Los seres humanos también tienen variantes en los genes que pueden afectar a casi cualquier rasgo.    

Muchas variantes contribuyen a las diferencias que notamos en nuestros amigos y familiares, como la altura de las personas, si tienen pies grandes o pequeños y si tienen pecas o no. Algunas variantes también pueden causar enfermedades y otras pueden ayudar a prevenir enfermedades.

Muchos científicos están motivados para descubrir qué causa las enfermedades para que eventualmente se puedan realizar tratamientos. Hacer un tratamiento de enfermedad requiere bastante de investigación básica! Los científicos necesitan descubrir cosas como: 

  • ¿La enfermedad es causada por una variante genética? 
  • ¿Existen variantes genéticas que protegen a las personas de esta enfermedad? 
  • ¿Qué sucede en el cuerpo de una persona cuando está enferma?

CRISPR facilita la realización de cambios genéticos en células o animales. Esto permite determinar si una variante genética causa una enfermedad. CRISPR también hace que sea mucho más fácil averiguar si las variantes genéticas proteger contra una enfermedad. ¿Puedes pensar en cómo un científico podría hacer esto? 

Para responder preguntas sobre enfermedades, los científicos deben realizar experimentos. Pero no pueden simplemente hacer experimentos en pacientes humanos vivos. Entonces, los científicos crean modelos de enfermedades. Un modelo de enfermedad podría ser células en una placa de Petri. También podría ser un organismo completo, como una planta de banano o un ratón. Las células o el organismo están hechos para tener algunas características de la enfermedad.

Crear modelos de enfermedades solía ser difícil. Pero CRISPR facilita el cambio de ADN. Los científicos pueden usar CRISPR para agregar o eliminar variantes de genes con el fin de crear modelos, comprender mejor las enfermedades y desarrollar tratamientos. Con CRISPR, los científicos pueden: 

  • Enciende un gen
  • Apaga un gen
  • Vea cómo el tener diferentes variantes de un gen afecta a una planta o un animal. 
  • Coloque una variante genética que pueda causar una enfermedad humana en un modelo de enfermedad animal y vea qué sucede
  • Combine una variante genética que pueda ser protectora Y una que sea dañina y vea qué sucede 

¡Aprenderá más sobre el uso de CRISPR en medicina y agricultura en las siguientes secciones! 

Resumen

CRISPR se puede utilizar para editar genes, activarlos o desactivarlos e intercambiar variantes de genes. Hay dos tipos principales de investigación: investigación básica, para descubrir cómo funciona el mundo natural, e investigación aplicada, para hacer cosas como máquinas o medicinas. CRISPR se puede utilizar en investigación básica o aplicada. Los científicos utilizan CRISPR en la investigación básica para aprender qué hacen los diferentes genes y variantes de genes, crear modelos de enfermedades y estudiar la genética de las enfermedades.

¡Piénsalo!

Uso y atribución de ilustraciones

Las ilustraciones de CRISPR Made Simple están autorizadas bajo una Licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0, y se puede utilizar y adaptar para fines educativos no comerciales. TODAS las modificaciones y usos deben seguir la licencia CC BY-NC-SA 4.0.