care este diferența dintre îmbinarea finală non-omoloagă (NHEJ) și repararea direcționată prin omologie (HDR)?

editarea genomului CRISPR profită de capacitatea Cas9 de a induce pauze ADN cu două catene direcționate (DSB) de obicei la câteva nucleotide în amonte de secvența PAM. Repararea ulterioară a DSB-urilor cromozomiale de către celulă poate fi clasificată în două categorii de căi de reparare: îmbinarea finală non-omoloagă (NHEJ) și repararea direcționată prin omologie (HDR). La baza sa, capetele nhej-break pot fi ligate fără un șablon omolog, în timp ce HDR-breaks necesită un șablon pentru a ghida reparația.
NHEJ este un mecanism de reparare foarte eficient, care este cel mai activ în celulă. De asemenea, este susceptibil la erori frecvente de mutație datorate inserțiilor și ștergerilor de nucleotide (indels). HDR este considerat mecanismul dominant pentru repararea precisă a DSB, dar suferă de o eficiență scăzută, deoarece necesită o similitudine mai mare a secvenței între firele donatoare tăiate și intacte ale ADN-ului. Există mai puține erori sau șanse de mutații dacă șablonul ADN utilizat în timpul reparației este identic cu secvența ADN originală nedeteriorată.1,2
când se fac modificări la o genă folosind CRISPR, populația de celule transfectate va conține o combinație de alele reparate NHEJ și reparate HDR. ADN-ul editat de HDR este mult mai de dorit pentru a asigura modificări controlate.

1. H. Ghezraoui și colab., „Translocațiile cromozomiale din celulele umane sunt generate de îmbinarea finală canonică nonhomologică”, celula Mol 55(6):829-842, 2014.
2. M. Jasin și R. Rothstein. „Repararea pauzelor de fire prin recombinare omologă”, Harb Perspect Biol 2013.