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1 / 8 Ein DNA-Abschnitt im Maßstab Das sind 44 Basenpaare DNA, etwa 15 nm lang. Die schwarzen Balken zeigen den Maßstab: Die Helix ist 2 nm breit und windet sich alle 3,4 nm einmal. Die Sequenz ist ein für das Modell ausgedachtes Beispiel.
Ziehen zum Drehen. Mausrad oder zwei Finger zum Zoomen.
Rundgang Teile Steuerung
01 Ein DNA-Abschnitt im Maßstab Das sind 44 Basenpaare DNA, etwa 15 nm lang. Die schwarzen Balken zeigen den Maßstab: Die Helix ist 2 nm breit und windet sich alle 3,4 nm einmal. Die Sequenz ist ein für das Modell ausgedachtes Beispiel.
02 Woher die Guide-RNA kommt Bakterien bewahren Stücke von Virus-DNA zwischen kurzen Wiederholungen im eigenen Genom auf, dem CRISPR-Array. Jedes Stück wird in eine RNA kopiert, die ein Cas-Protein zum selben Virus führt, wenn es wiederkommt.
03 Cas9 trägt die Guide-RNA Cas9 kommt mit der Guide-RNA (orange). Das Protein ist durchsichtig gezeichnet, damit Sie der RNA folgen können. Ihre Spitze aus 20 Buchstaben können Sie im Feld unter dem Modell ändern.
04 Zuerst sucht es ein PAM Cas9 greift die DNA nur neben NGG. Hier ist das PAM TGG. Schalten Sie „PAM (NGG)“ unter „Steuerung“ aus, und das Protein treibt vorbei, ohne die Helix zu öffnen.
05 Die Paarung beginnt am PAM Die DNA öffnet sich vom PAM-Ende her Basenpaar für Basenpaar, und die Guide-RNA paart sich mit dem dunklen Strang, während der graue Strang verdrängt wird. Tippen Sie einen anderen Buchstaben in die Guide-RNA, und die Paarung stoppt an diesem Buchstaben.
06 Zwei Domänen, zwei Schnitte Sind alle 20 Basen gepaart, schwenkt die HNH-Domäne (grün) ein und schneidet den dunklen Strang. RuvC (rosa) schneidet den grauen. Beide Schnitte liegen 3 Basenpaare vor dem PAM.
07 Reparatur durch Verbinden der Enden Ohne Vorlage klebt die Zelle die Enden wieder zusammen. Dabei kommen oft einige Basen hinzu oder gehen verloren; das Modell zeigt ein zusätzliches Basenpaar, markiert durch den Ring.
08 Reparatur nach Vorlage Ist „Reparaturvorlage“ eingeschaltet, liegt ein passendes DNA-Stück neben dem Bruch, und die Zelle kopiert es. Drei Basenpaare am Schnitt nehmen die Farben der Buchstaben der Vorlage an.
DNA-Doppelhelix Zwei umeinander gewundene Zucker-Phosphat-Stränge, 2 nm breit, eine Windung alle 3,4 nm (10 Basenpaare). Der graue Strang trägt dieselben Buchstaben wie die Guide-RNA; mit dem dunklen Strang paart sie sich. Basenpaare A paart sich mit T und C mit G, ein Paar alle 0,34 nm. Farben: A grün, T rot, G gelb, C blau und U (in RNA) violett. Zielsequenz (Protospacer) Die 20 Basenpaare, die zur Guide-RNA passen. Hier paart sich die Guide-RNA mit dem dunklen Strang, und der graue Strang wird zu einer Schleife verdrängt, der R-Schleife. PAM (NGG) Drei Basen direkt nach der Zielsequenz auf dem grauen Strang: eine beliebige Base, dann zwei G. Hier ist es TGG. Cas9 sucht zuerst danach und öffnet die DNA nur daneben. Guide-RNA Ein einzelner RNA-Strang. Die ersten 20 Buchstaben (der Spacer) wählen das Ziel; der Rest (das Gerüst) hält die Guide-RNA in Cas9. Sie vereint die crRNA und die tracrRNA, die das Bakterium verwendet. REC-Lappen Der Erkennungslappen von Cas9. Er hält die Guide-RNA und das RNA-DNA-Paar. Dargestellt als weicher Klumpen, nicht als gemessene Oberfläche. RuvC-Domäne Eine der beiden Schneidedomänen, im Nuklease-Lappen. Sie schneidet den grauen Strang, der nicht mit der Guide-RNA gepaart ist. HNH-Domäne Die andere Schneidedomäne. Sie schwenkt erst in Position, wenn sich die Guide-RNA entlang der Zielsequenz gepaart hat, und schneidet dann den dunklen Strang, der mit ihr gepaart ist. PAM-Interaktionsdomäne Der Teil von Cas9, der das PAM liest. Zwei Arginine erkennen das GG-Paar über Wasserstoffbrücken. Schnittstelle Beide Stränge werden 3 Basenpaare vor dem PAM an derselben Stelle geschnitten, die Enden sind also meist glatt. Nach dem Schnitt markiert der Ring die Basenpaare, die die Reparatur verändert hat. Reparaturvorlage Ein DNA-Stück, das zu beiden Seiten des Schnitts passt und drei veränderte Basenpaare trägt. Ist es vorhanden, kann die Zelle die Änderung in die Schnittstelle kopieren. CRISPR-Array Im Bakterium wechseln kurze Wiederholungen (grau) mit Spacern (farbig) ab, die von Viren kopiert wurden, die früher angegriffen haben. Jeder Spacer wird zu einer Guide-RNA.
