¿Qué es la edición genética con CRISPR-Cas9?

Un ARN corto conduce a la proteína Cas9 hasta un tramo concreto del ADN, y allí la proteína corta. El Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano cuenta ese corte como la pieza central de CRISPR. Las fechas, en sus propias páginas, no coinciden en un solo año, y aquí se dejan separadas.

En una frase

CRISPR-Cas9 es una forma de edición del genoma en la que un ARN guía señala una secuencia y la proteína Cas9 corta el ADN en ese punto.

Qué vas a aprender

  • Qué hacía la recombinación homóloga antes de las nucleasas, y qué fallo arrastraba.
  • En qué se parecen las nucleasas de dedos de zinc y las TALEN, y en qué se separan.
  • Cómo un ARN guía coloca a Cas9, según la página del mecanismo.
  • Por qué una página fecha la herramienta en 2009 y otra habla de los años noventa y de la década de 2000.

Cómo funciona

La página del mecanismo empieza por la recombinación homóloga: el intercambio de información genética entre dos hebras de ADN parecidas. Los investigadores empezaron a desarrollarla a finales de la década de 1970. En el laboratorio se generan fragmentos con secuencias parecidas al tramo que se quiere cambiar. Se inyectan en células sueltas, o las células los toman con sustancias químicas. Dentro, pueden recombinarse con el ADN celular y sustituir ese tramo. En la mayoría de los tipos celulares el éxito puede bajar a uno entre un millón. Los fragmentos se insertan a menudo fuera del sitio previsto. A eso lo llama ediciones fuera de objetivo.

En la década de 1990 entraron las nucleasas de dedos de zinc, las ZFN. Se diseñan a partir de proteínas que ya existían en organismos eucariotas, para unirse a una secuencia concreta y cortar. Después del corte, el laboratorio borra el tramo o lo sustituye por recombinación homóloga. El éxito de la edición subió hasta cerca del 10 por ciento. Diseñar, construir y producir una ZFN que funcione es lento, y cada secuencia nueva exige una proteína nueva.

En 2009 llegaron las nucleasas efectoras de tipo activador de la transcripción, las TALEN. También salen de proteínas naturales y se unen a secuencias concretas. La página las pone a la par de las ZFN en eficacia y dice que resulta más fácil construir una TALEN que sintetizar una ZFN. Aun así, las dos salen caras. Cada edición pide una proteína nueva, y fabricar proteínas se presta al error.

CRISPR, en esa página, monta poco. Las secuencias asociadas se observaron por primera vez en bacterias a principios de los años noventa. Hasta la década de 2000 no se entendió que el sistema reconoce secuencias concretas y las corta con Cas9, una proteína que trabaja con CRISPR y corta ADN. En la naturaleza las bacterias usan CRISPR como sistema inmunitario frente a virus que las invaden. El laboratorio adaptó ese sistema.

Quien investiga fabrica una plantilla corta de ARN que coincide con una secuencia de ADN. Fabricar ARN sintético es más fácil que diseñar una proteína nueva, que es lo que pedían ZFN y TALEN. Cuando las secuencias coinciden, el ARN y el ADN se unen. Ese ARN, llamado ARN guía, dirige la enzima Cas9 hasta la secuencia elegida y Cas9 corta el genoma ahí. El sistema puede hacer deleciones y también prepararse para insertar secuencias nuevas. Un grupo encontró que CRISPR es seis veces más eficaz que ZFN o TALEN al crear mutaciones dirigidas. La bibliografía señala ese contraste en un artículo de 2015. El texto dice «un grupo» y no da un nombre propio.

Otra página del instituto, la que explica qué es la edición del genoma, usa otra fecha. Las tecnologías actúan como tijeras: cortan el ADN en un sitio concreto y después se puede quitar, añadir o sustituir el ADN de ese corte. Sitúa las primeras tecnologías a finales del siglo XX. Escribe que CRISPR, inventada en 2009, es más simple, más rápida, más barata y más precisa que los métodos anteriores. A veces las herramientas cortan en el sitio equivocado. Esa frase y la de las ediciones fuera de objetivo nombran el mismo riesgo.

Las fechas no se funden. La página del mecanismo habla de secuencias vistas a principios de los años noventa y de un entendimiento del corte por Cas9 en la década de 2000. La página general dice que la herramienta se inventó en 2009. Ese mismo 2009 es, en la página del mecanismo, el año de las TALEN. Observar, entender e inventar son tres verbos de dos páginas.

El glosario, actualizado el 7 de octubre de 2026, deshace la sigla: CRISPR es la forma breve de «clustered regularly interspaced short palindromic repeats», repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas. Define una tecnología para modificar de forma selectiva el ADN de organismos vivos, adaptada de sistemas que ya ocurren en bacterias. No define Cas9. La narración de Mike Smith nombra una detección: enzimas de esa clase dieron un método simple para detectar el ARN del coronavirus sin copias previas y sin la amplificación que a veces se llama PCR.

Línea de tiempo

Tres relojes, sin fundirlos

  1. 1970RecombinaciónA finales de esa década se desarrolla el intercambio entre hebras parecidas.
  2. 1990Secuencias y ZFNSe observan las secuencias bacterianas y entran las nucleasas de dedos de zinc.
  3. 2000Se entiende Cas9En esa década se comprende que Cas9 reconoce y corta.
  4. 2009TALEN y la otra fechaLlegan las TALEN. Otra página llama a CRISPR un invento de ese año.
Cada marca está en una frase de las páginas del instituto. No forman un solo calendario. Datos: los de las fuentes citadas en esta página.

Esquema · proceso

Del ARN al corte

  1. Escribir el ARNSe fabrica una plantilla corta que coincide con el ADN elegido.
  2. Unir las hebrasARN y ADN se juntan cuando las secuencias coinciden.
  3. Guiar a Cas9El ARN guía coloca la enzima en ese punto.
  4. CortarCas9 corta el genoma ahí. Cabe borrar o preparar una inserción.
Recorrido que la página del mecanismo atribuye a CRISPR en el laboratorio. Datos: los de las fuentes citadas en esta página.

Casos

La levadura y la recombinación. El caso antiguo es una célula que ya sabía intercambiar hebras parecidas. El laboratorio copió esa capacidad con fragmentos inyectados o tomados con sustancias químicas, y se encontró con un éxito que puede ser de uno entre un millón y con inserciones en el sitio equivocado.

El pez cebra del laboratorio Burgess. La página general cuenta que ese laboratorio borra genes de pez cebra de uno en uno, con CRISPR, para ver el efecto. Mira 50 genes parecidos a genes humanos relacionados con la sordera.

El virus y la bacteria. En la naturaleza, según la página del mecanismo, la bacteria usa CRISPR para reconocer y cortar el genoma de un virus que la invade. El laboratorio se quedó con esa capacidad de reconocer una secuencia y cortarla, y la pasó a una plantilla de ARN hecha a propósito.

Lo que se suele confundir

Leer «inventada en 2009» como si las secuencias bacterianas se hubieran visto ese año deshace la página del mecanismo. Esa página pone la observación a principios de los años noventa y el entendimiento del corte en la década de 2000. El 2009 de la otra página nombra la herramienta ya usable.

Tratar ZFN, TALEN y CRISPR como tres nombres del mismo aparato tampoco aguanta. Las dos primeras son proteínas que hay que construir de nuevo para cada diana. CRISPR, en el texto, monta poco: el cambio de diana va en un ARN.

Y el glosario no alcanza para explicar el corte. Define la sigla y dice que el sistema se adaptó desde bacterias. Cas9, el ARN guía y el seis por uno frente a las nucleasas anteriores están en la página del mecanismo.

Comparación

Tres maneras de llegar al corte

AspectoZFNTALENCRISPR
De qué está hechoProteína de dedos de zincProteína efectoraARN guía y Cas9
Cuándo entra, en el textoDécada de 1990Año 2009Observado en los noventa
Qué hay que rehacerUna proteína por dianaUna proteína por dianaLa plantilla de ARN
Eficacia que la página daCerca del 10 por cientoComparable a la ZFNSeis veces, según un grupo
Contraste tomado de la página del mecanismo. La eficacia de CRISPR es la de un grupo, no un promedio del instituto. Datos: los de las fuentes citadas en esta página.

Conceptos clave

  • Recombinación homóloga. Intercambio de información entre dos hebras de ADN parecidas, usado en células vivas desde finales de la década de 1970, con un éxito que puede caer a uno entre un millón.
  • ZFN. Nucleasa de dedos de zinc, diseñada desde proteínas eucariotas, que acerca el éxito de la edición a cerca del 10 por ciento y exige una proteína nueva por cada diana.
  • TALEN. Otra nucleasa de proteínas naturales, llegada en 2009, de eficacia comparable a la ZFN y más simple de fabricar, igual de cara si cada edición pide su proteína.
  • ARN guía. Plantilla corta de ARN que coincide con el ADN elegido y coloca a Cas9 en ese punto para que corte.
  • Cas9. Proteína que trabaja con CRISPR y corta el ADN. En la naturaleza forma parte de un sistema bacteriano frente a virus.
  • Edición fuera de objetivo. Corte o inserción en un sitio distinto del buscado. Las dos páginas del instituto lo nombran, con palabras distintas.

Actividad de repaso

  1. ¿Qué probabilidad mínima de éxito atribuye la página del mecanismo a la recombinación homóloga en la mayoría de los tipos celulares?

    Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 1

    Puede bajar hasta uno entre un millón, además de insertar fragmentos en un sitio no previsto.

  2. ¿Hasta qué porcentaje aproximado subió el éxito con las nucleasas de dedos de zinc?

    Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 2

    Hasta cerca del 10 por ciento, con el coste de diseñar una proteína nueva para cada secuencia.

  3. ¿Qué lleva a Cas9 hasta la secuencia elegida?

    Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 3

    Un ARN guía, una plantilla corta de ARN cuya secuencia coincide con el ADN diana.

  4. ¿Qué año escribe la página general para la invención de CRISPR, y qué dice del mismo sistema la página del mecanismo?

    Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 4

    La página general dice que se inventó en 2009. La del mecanismo sitúa la observación de las secuencias a principios de los años noventa y el entendimiento del corte por Cas9 en la década de 2000.

Para recordar

  • Primero fue un intercambio de hebras parecidas, lento y a menudo en el sitio equivocado.
  • Después, dos nucleasas de proteína, ZFN y TALEN, más precisas y caras de fabricar.
  • CRISPR cambia la diana con un ARN y corta con Cas9. Las fechas de las páginas no se funden en un solo año.

Referencias

  1. National Human Genome Research Institute. How genome editing works [Internet]. 2017-08-03 [consultado el 2026-10-07]. Disponible en: https://www.genome.gov/about-genomics/policy-issues/Genome-Editing/How-genome-editing-works
  2. National Human Genome Research Institute. What is genome editing? [Internet]. 2019-08-15 [consultado el 2026-10-07]. Disponible en: https://www.genome.gov/about-genomics/policy-issues/what-is-Genome-Editing
  3. National Human Genome Research Institute. CRISPR [Internet]. 2026-10-07 [consultado el 2026-10-07]. Disponible en: https://www.genome.gov/genetics-glossary/CRISPR

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