CRISPR/Cas9 系统功能的实现必须具备两个必要条件:①与 crRNA 互补的 DNA 序列;②原间隔
序列邻近基序(protospacer-adjacent motif, PAM),PAM序列的确定取决于Cas9蛋白的种类。 CRISPR/Cas9 系统的作用过程通常包括以下 3 个阶段:
① 适应阶段(自然界)
来自入侵质粒或病毒的外源 DNA 片段被 Cas9 核酸酶加工成小的 DNA 片段,作为新的间隔子被整合入 CRISPR 阵列。外源基因组中 PAM 的存在对于间隔序列的选择至关重要,是 CRISPR/Cas9 系统区分自我和入侵者的标记。
② crRNA 的生成
CRISPR 阵列转录为 pre-crRNA,并进一步加工为成熟的 crRNA,靶向结合外来入侵的 DNA。
③ 干扰阶段
成熟的 crRNA 引导 Cas9 蛋白至互补的外源核酸中,切割位点通常位于 PAM 上游 3 bp 处,随后
触发内源性细胞DNA修复,引起靶向基因的敲除、修正或插入。
