Sistema CRISRP-Cas9:

Bactérias e archaea desenvolveram um mecanismo de defesa notável chamado sistema CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-CRISPR-associated protein 9). Este sistema funciona como uma estratégia de autovacinação contra vírus invasores.

1. Adaptação: Quando uma célula bacteriana encontra um vírus pela primeira vez, ela captura e integra um pequeno pedaço do DNA viral em seu próprio locus CRISPR como uma sequência espaçadora. Este espaçador serve como registro da infecção anterior.

2. Expressão: Após infecções subsequentes pelo mesmo vírus, o locus CRISPR é transcrito em uma longa molécula de RNA chamada pré-crRNA. Este pré-crRNA é então processado para gerar moléculas de crRNA curtas e maduras, cada uma contendo uma sequência espaçadora única.

3. Reconhecimento do alvo: As moléculas maduras de crRNA associam-se à proteína Cas9, formando um complexo guiado por RNA. A proteína Cas9 atua como uma tesoura molecular, guiada pelo crRNA para reconhecer e se ligar à sequência complementar do DNA viral.

4. Clivagem: Uma vez que o complexo Cas9-crRNA encontra a sequência de DNA viral correspondente, a proteína Cas9 sofre uma mudança conformacional, resultando na clivagem da cadeia de DNA viral. Isto efetivamente "corta" o genoma viral e evita a replicação ou transcrição adicional do vírus.

5. Imunidade: O direcionamento e clivagem bem-sucedidos do DNA viral pelo sistema CRISPR-Cas9 neutralizam efetivamente o vírus invasor. Ao reter e utilizar sequências espaçadoras de infecções anteriores, as células bacterianas desenvolvem uma forma de imunidade contra vírus específicos, garantindo proteção contra encontros futuros com a mesma ameaça viral.

6. Transferência horizontal de genes: As bactérias também podem adquirir novas sequências espaçadoras por meio da transferência horizontal de genes, permitindo-lhes "pegar emprestado" imunidade de outras bactérias. Isto permite a disseminação de defesas antivirais entre populações bacterianas, ajudando a proteger comunidades microbianas inteiras de infecções virais específicas.

O sistema CRISPR-Cas9 demonstra como as bactérias desenvolveram mecanismos de defesa sofisticados para salvaguardar a sua integridade genética e sobrevivência face aos desafios virais. Ele destaca os meandros e a diversidade das adaptações bacterianas na constante corrida armamentista evolutiva contra os vírus invasores.