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CRISPR/Cas9 Genome Editing01:28

CRISPR/Cas9 Genome Editing

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The CRISPR-Cas system serves as a bacterial defense mechanism against invading genetic elements such as viruses and plasmids, forming the foundation for its adaptation as a powerful genome-editing tool. Originally discovered in prokaryotes, this system has been repurposed to revolutionize genetic engineering across a wide range of organisms, including plants, animals, and humans. The core component, Cas9, is an endonuclease derived from Streptococcus pyogenes, capable of introducing...
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CRISPR01:59

CRISPR

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Genome editing technologies allow scientists to modify an organism’s DNA via the addition, removal, or rearrangement of genetic material at specific genomic locations. These types of techniques could potentially be used to cure genetic disorders such as hemophilia and sickle cell anemia. One popular and widely used DNA-editing research tool that could lead to safe and effective cures for genetic disorders is the CRISPR-Cas9 system. CRISPR-Cas9 stands for Clustered Regularly Interspaced...
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CRISPR and crRNAs02:53

CRISPR and crRNAs

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Bacteria and archaea are susceptible to viral infections just like eukaryotes; therefore, they have developed a unique adaptive immune system to protect themselves. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated proteins (CRISPR-Cas) are present in more than 45% of known bacteria and 90% of known archaea.
The CRISPR-Cas system stores a copy of foreign DNA in the host genome and uses it to identify the foreign DNA upon reinfection. CRISPR-Cas has three different...
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Herramientas emergentes en la edición del genoma de plantas

Shilpi Sharma1, Naveen Kumar Saroha1, Abhilasha Sehrawat1

  • 1Department of Biotechnology, Sharda University, Greater Noida, India.

Frontiers in genome editing
|December 22, 2025
PubMed
Resumen

La edición del genoma de plantas está avanzando más allá de los métodos de doble rotura de hebras con nuevas herramientas para la modificación precisa de ADN y ARN. Estas innovaciones permiten el desarrollo de cultivos resistentes al clima y ofrecen nuevas vías para la ingeniería genética.

Palabras clave:
ARCUTCRISPR-CasHACELEAPERRESCUERESTORESATISPARDA

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Área de la Ciencia:

  • Biología molecular y genética de plantas
  • Ingeniería genómica y biología sintética

Sus antecedentes:

  • Las herramientas clásicas de edición del genoma como ZFNs, TALENs y CRISPR-Cas9 permitieron la mutagénesis dirigida, pero dependían de roturas de doble hebra (DSB).
  • El campo está evolucionando rápidamente con sistemas novedosos que ofrecen mayor precisión, flexibilidad y eficiencia en la modificación del material genético.

Objetivo del estudio:

  • Revisar herramientas avanzadas y recientes de edición del genoma de plantas más allá de los enfoques convencionales mediados por DSB.
  • Destacar el potencial de estas nuevas tecnologías para la modulación precisa de ADN y ARN, incluida la edición sin DSB y las sustituciones de bases.
  • Discutir las implicaciones para el desarrollo de cultivos adaptativos adaptados a los desafíos ambientales y nutricionales futuros.

Principales métodos:

  • Exploración de nuevos sistemas de modulación del genoma y transcriptoma que incluyen LEAPER, SATI, RESTORE, RESCUE, ARCUT, SPARDA, HACE, CRISPR de tipo IV-A, TATSI y piggyBac.
  • Enfoque en la edición de ADN sin DSB (SATI), edición de ARN (LEAPER, RESTORE, RESCUE), edición guiada químicamente (ARCUT, SPARDA) y técnicas basadas en transposones (TATSI, piggyBac).
  • Análisis de enfoques basados en helicasas (HACE) y basados en proteínas Argonaute procariotas (SPARDA).

Principales resultados:

  • Emergencia de herramientas que permiten la edición de ADN sin rotura de doble hebra (DSB), sustituciones de bases precisas y edición de ARN sin alteración genómica.
  • Desarrollo de sistemas como ARCUT para una reparación de ADN más limpia con efectos fuera de objetivo reducidos y CRISPR de tipo IV-A para el silenciamiento génico.
  • Las herramientas de edición de ARN (RESTORE, LEAPER) ofrecen un control transitorio y reversible, similar a la epigenética, para la expresión de rasgos receptivos.

Conclusiones:

  • Las herramientas avanzadas de edición del genoma ofrecen una precisión y flexibilidad sin precedentes, yendo más allá de los enfoques mediados por DSB.
  • Estas innovaciones facilitan el estudio de la función génica, el diseño de vías sintéticas y el apilamiento de rasgos, allanando el camino para el diseño inteligente de cultivos.
  • El potencial para desarrollar cultivos resistentes al clima es significativo, aunque muchas herramientas requieren una mayor aplicación en sistemas de plantas.