CRISPR是原核生物基因組內，一段短的重復序列，天然存在于細菌和古細菌中。在病毒和細菌的“進化斗爭史"過程中，病毒可以把自身的基因整合到細菌中，進一步利用細菌的胞內“工具"，幫助自己完成基因的復制過程；而細菌為了將病毒入侵帶來的非己基因清除，進化出CRISPR-Cas9系統。利用該系統，細菌把病毒基因從自己的基因組上剪切掉。從整個過程來看，CRISPR-Cas9系統是細菌的“免疫系統"，是抵抗病毒等外源遺傳物質入侵的一種獲得性免疫系統。
CRISPR-Cas9系統包含guide RNA，也被稱為single guide RNA，sgRNA，以及有核酸內切酶活性的Cas 9蛋白。
其中sgRNA包含了與目標DNA上特定基因序列互補的一段RNA序列，以及用于識別Cas9的一段序列。Cas9是一種酶，它充當CRISPR系統的“剪刀"。Cas9能夠被程序性地引導到目標DNA上，并在特定的DNA序列位置切割DNA鏈。
在實驗過程中，將sgRNA與Cas9蛋白結合，形成一個復合物。這個復合物能夠通過sgRNA的序列精確定位到目標基因的位置，并引導Cas9切割目標DNA。一旦DNA被切割，細胞的自身修復機制會介入，修復DNA損傷。DNA修復過程通常涉及兩種主要機制。非同源末端連接（non-homologous end joining，NHEJ）通常導致隨機的插入或刪除DNA片段，從而引起基因突變。同源重組（homology-directed repair，HDR）允許精確地插入新的DNA序列，實現精確的基因編輯。
CRISPR的成功應用，有諸多關鍵點，其中一項，就是對于實驗環境中，核酸污染的控制。在PCR實驗室中，DNA污染很難清除。即使只有一個污染的DNA分子被檢測到，也會使整個PCR檢測過程出現誤差。為確保PCR試驗數據準確，預防DNA或RNA交叉污染，PCR實驗室大多會常備DNA/RNA污染清除劑。德國MB公司生產的PCR Clean™，可有效地降解大多數表面上（輕質金屬或有色金屬除外）的擴增子，質粒或基因組DNA和RNA。該產品還能有效地去除DNA酶和RNA酶。使用便捷，可直接噴灑在物體表面。保護實驗人員，避免接觸DNA污染。非堿性，無致癌性，成分安全。
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