Las bacterias y las arqueas han desarrollado un notable mecanismo de defensa llamado sistema CRISPR-Cas9 (proteína 9 asociada a CRISPR, repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas). Este sistema actúa como una estrategia de autovacunación contra virus invasores.
1. Adaptación: Cuando una célula bacteriana se encuentra con un virus por primera vez, captura e integra una pequeña parte del ADN viral en su propio locus CRISPR como una secuencia espaciadora. Este espaciador sirve como registro de la infección previa.
2. Expresión: Después de infecciones posteriores por el mismo virus, el locus CRISPR se transcribe en una molécula de ARN larga llamada pre-ARNcr. Luego, este pre-ARNcr se procesa para generar moléculas de ARNcr cortas y maduras, cada una de las cuales contiene una secuencia espaciadora única.
3. Reconocimiento de objetivos: Las moléculas maduras de ARNcr se asocian con la proteína Cas9, formando un complejo guiado por ARN. La proteína Cas9 actúa como un par de tijeras moleculares, guiadas por el ARNcr para reconocer y unirse a la secuencia de ADN viral complementaria.
4. Escisión: Una vez que el complejo Cas9-crRNA encuentra la secuencia de ADN viral coincidente, la proteína Cas9 sufre un cambio conformacional, lo que resulta en la escisión de la cadena de ADN viral. Esto "corta" efectivamente el genoma viral y evita una mayor replicación o transcripción del virus.
5. Inmunidad: El objetivo y la escisión exitosos del ADN viral mediante el sistema CRISPR-Cas9 neutralizan eficazmente el virus invasor. Al retener y utilizar secuencias espaciadoras de infecciones previas, las células bacterianas desarrollan una forma de inmunidad contra virus específicos, lo que garantiza protección contra futuros encuentros con la misma amenaza viral.
6. Transferencia genética horizontal: Las bacterias también pueden adquirir nuevas secuencias espaciadoras mediante la transferencia horizontal de genes, lo que les permite "tomar prestada" inmunidad de otras bacterias. Esto permite la propagación de defensas antivirales entre las poblaciones bacterianas, lo que ayuda a proteger comunidades microbianas enteras de infecciones virales específicas.
El sistema CRISPR-Cas9 demuestra cómo las bacterias han desarrollado sofisticados mecanismos de defensa para salvaguardar su integridad genética y supervivencia frente a desafíos virales. Destaca las complejidades y la diversidad de las adaptaciones bacterianas en la constante carrera armamentista evolutiva contra los virus invasores.
