Descripción del sistema CRISPR-Cas y diseño de sgRNAs ('single guide RNAs') para edición de ADN genómico en levaduras

Traballo fin de grao (UDC.CIE). Bioloxía. Curso 2016/2017 [Resumen] El descubrimiento de los sistemas CRISPR-Cas y concretamente del sistema CRISPR-Cas9 ha supuesto una revolución en el campo de la ingeniería genómica y la biotecnología, puesto que permite editar cualquier región del genoma de cualquier organismo de manera altamente eficaz, precisa y económica. Así, desde su descubrimiento como un sistema natural de inmunidad adaptativa en organismos procariotas, sus características estructurales y funcionales han sido estudiadas y redefinidas hasta obtener variantes de CRISPR-Cas9 que incrementan la versatilidad de esta maquinaria para su empleo en investigación e industria. En el presente trabajo se realiza una revisión teórica de las características generales, estructura y función de CRISPR-Cas9 en la naturaleza así como de las funciones y aplicaciones que lo perfilan como una de las más novedosas y eficaces herramientas biotecnológicas conocidas. Además, para ejemplificar su empleo como mecanismo de edición genómica, se llevará a cabo el diseño de un proyecto experimental mediante el diseño de un oligonucleótido que permitirá la introducción y expresión de la proteína GFP (Green Fluorescent Protein) en el organismo eucariota Saccharomyces cerevisiae. [Abstract] The discovery of CRISPR-Cas systems and specifically the CRISPR-Cas9 system has led to a revolution in the field of genomic engineering and biotechnology, since it allows to edit any region of the genome of any organism in a highly effective, precise and economical way. Thus, since its discovery as a natural system of adaptive immunity in prokaryotic organisms, its structural and functional characteristics have been studied and redefined until obtaining variants of CRISPR-Cas9 that increase the versatility of this machinery for its use in research and industry. In the present work a theoretical review of the general characteristics, structure and function of CRISPR-Cas9 in the nature as well as of the functions and applications that profile it as one of the most novel and effective known biotechnological tools. In addition, to exemplify its use as a genomic editing mechanism, the design of an experimental project will be carried out by designing an oligonucleotide that will allow the introduction and expression of the GFP (Green Fluorescent Protein) protein in the eukaryotic organism Saccharomyces cerevisiae. [Resumo] O descubrimento dos sistemas CRISPR-Cas e concretamente do sistema CRISPRCas9 supuxo unha revolución no campo da inxeniería xenómica e a biotecnoloxía, posto que permite editar calquera rexión do xenoma de calquera organismo de maneira altamente eficaz, precisa e económica. Así, dende o seu descubrimento como un sistema natural de inmunidade adaptativa en organismos procariotas, a súas características estructurais e funcionais foron estudadas e redefinidas ata obter variantes de CRISPRCas9 que incrementan a versatilidades desta maquinaria para o seu emprego en investigación e industria. No presente traballo realízase unha revisión teórica das características xerais, estructura e función de CRISPR-Cas9 na natureza así como das funcións e aplicacións que o perfilan como unha das máis novedosas e eficaces ferramentas biotecnolóxicas coñecidas. Ademáis, para exemplificar o seu emprego como mecanismo de edición xenómica, levaráse a cabo o deseño dun proxecto experimental mediante o deseño dun oligonucleótido que permitirá a introducción e expresión da proteína GFP (Green Fluorescent Protein) no organsimo eucariota Saccharomyces cerevisiae.