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Última revisión: 2025-09-08. Cuando una afirmación depende de un estudio concreto, se describe el estudio en lugar de exagerarlo.
== Descubrimiento e historia == El sistema CRISPR-Cas13 fue descrito por primera vez en 2016 por el equipo de investigación de Feng Zhang, en el Broad Institute de MIT y Harvard. El descubrimiento inicial de Cas13 (anteriormente llamado C2c2) se realizó mediante análisis bioinformáticos y funcionales. Esto permitió aislar por primera vez una proteína de esta familia, en concreto la Cas13a. Para los estudios que llevaron a su descubrimiento se usó Leptotrichia shahii, una bacteria anaerobia, fusiforme y Gram negativa presente en el cuerpo humano.Posteriormente, se identificaron otras variantes como Cas13b, Cas13c y Cas13d, cada una con diferencias estructurales y funcionales. El origen de la familia Cas13, según estudios evolutivos recientes, se remonta a la Era Precámbrica, hace más de mil millones de años, durante la diversificación temprana de bacterias y arqueas. En este período los sistemas de defensa bacteriana, como los módulos toxina-antitoxina de ARN, comenzaron a diversificarse y especializarse en la protección contra elementos genéticos móviles. Se cree que Cas13 evolucionó a partir de ribonucleasas ancestrales que adquirieron de manera progresiva la capacidad de reconocimiento guiado por ARN, lo que dio lugar a los sistema CRISPR tipo VI adaptativos de hoy en día.
Fuentes: es.wikipedia.org
== Función y mecanismo == La familia Cas13 constituye el efector central del sistema CRISPR tipo VI y forma parte del sistema inmunitario adaptativo en arqueas y otras bacterias. Este complejo molecular permite a los organismos más simples reconocer y posteriormente destruir el material genético de virus u otras moléculas potencialmente patógenas.El principal mecanismo de actuación de las proteínas pertenecientes a la familia Cas13 es el siguiente: La proteína Cas13 se asocia con un ARN guía (crRNA) por su lóbulo de reconocimiento, formando así un complejo que reconoce secuencias específicas de ARN invasor . La secuencia crRNA se une al ARN objetivo (target RNA) por complementariedad de bases. Posteriormente, Cas13 sufre un cambio conformacional que activa sus dominios HEPN (Higher Eukaryotes and Prokaryotes Nucleotide-binding) presentes en el lóbulo de la nucleasa, responsables de la actividad de la ribonucleasa. Finalmente, la activación de estos dominios permite la escisión precisa del ARN objetivo. Este proceso sólo puede ocurrir en presencia de magnesio, que actúa como cofactor esencial, estabilizando la conformación del ARN guía (crRNA) y facilitando la actividad de corte sobre moléculas de ARN objetivo.
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Estudios experimentales y simulaciones moleculares han demostrado que Mg²⁺, junto con otros iones divalentes como Ca²⁺ y Mn²⁺, puede unirse a las bases nucleotídicas y reforzar la estructura funcional de Cas13a, optimizando su capacidad de detección y corte de ARN. Cabe destacar que, tras la activación de su sitio activo HEPN, Cas13 puede inducir la degradación colateral de ARN no específico en el entorno. Por lo tanto, aunque CRISPR-Cas13 presente ventajas respecto las herramientas tradicionales de manipulación de ARN debido a su especificidad y fácil programación, su uso terapéutico in vivo se ve limitado hasta que se consigan variantes con menor actividad colateral.
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== Estructura == Las enzimas de la familia Cas13, al igual que las otras nucleasas Cas que forman parte de la clase 2 del sistema CRISPR-Cas, presentan una única subunidad proteica formada principalmente por hélices alfa. Su estructura terciaria se organiza en seis dominios que coinciden en todas las ribonucleasas de la familia, aunque la posición de estos difiere en sus distintos subtipos. Esto se debe a que la secuencia de aminoácidos en cada uno de los subtipos es diferente, y el número de estos va de unos 775 en la Cas13x a unos 1250 en la Cas13a. Entre los dominios que existen en las enzimas Cas13 se encuentran el dominio N-terminal (NTD), tres dominios helicoidales y dos dominios HEPN (Higher Eukaryotes and Prokaryotes Nucleotide-binding). Estas proteínas son bilobulares, constituidas por un lóbulo de reconocimiento (REC), que se encarga del reconocimiento del ARN CRISPR, y un lóbulo nucleasa (NUC), que contribuye a la unión y corte del ARN diana. El lóbulo REC está formado por el dominio N-terminal y el Helicoidal-1, mientras que el lóbulo NUC se compone por los dominios HEPN1, HEPN2, Helicoidal-1 y Helicoidal-3, este último solo en el caso de las nucleasas de tipo VI-A (Cas13a).
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Además, también existe un dominio adicional llamado RRI que se encuentra solo en las nucleasas tipo VI-B (Cas13b). La unión del ARN diana a la enzima Cas13 provoca cambios en la conformación del lóbulo nucleasa, resultando en la composición estable del centro catalítico que efectuará el corte del ARN diana y el corte colateral del ARN circundante. El sitio activo de la enzima se encuentra separado del lugar donde se produce la unión entre el ARN guía y el ARN diana, y está expuesto al disolvente. Esta característica permite que la región no complementaria al ARN guía del ARN diana también tenga acceso al sitio activo de la enzima y pueda ser cortada de forma inespecífica, hecho que también sucede con el ARN circundante y que explica el efecto de corte colateral de la nucleasa.
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== Usos y aplicaciones == Los sistemas CRISPR-Cas13 se utilizan en una amplia variedad de contextos experimentales, biomédicos y biotecnológicos . Las aplicaciones documentadas abarcan tanto investigación básica como desarrollos tecnológicos.
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==== Diagnóstico molecular ==== Cas13 se ha incorporado en plataformas de detección isoterma de ácidos nucleicos, como SHERLOCK, SHERLOCKv2 y sistemas derivados, que permiten identificar secuencias virales, bacterianas u otros biomarcadores. Estas plataformas aprovechan la actividad trans-nucleasa inducida tras la unión al ARN diana para generar señales detectables mediante fluorescencia, lectura colorimétrica o soportes laterales. Se han realizado evaluaciones en muestras clínicas para detectar virus respiratorios, arbovirus, coronavirus y otros patógenos, así como aplicaciones emergentes en análisis ambientales y seguridad alimentaria.
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