与锌指内核酸酶和Talens一样,CRISPR/CAS在目标部位产生双链DNA断裂。对于基因组编辑,CRISPR指南RNA经过设计,可与染色体中的目标位点进行碱基对。CAS核酸酶,结合到引导RNA,然后在由导向RNA靶向的位点上裂解两个DNA的链(图1)。该单元的默认响应是通过非同源末端连接来修复断裂,这是一种经常引入核苷酸的缺失或插入核苷酸在断裂位点上的机制,从而产生突变(图2)。但是,如果可用的同源DNA分子可用,双链断裂位点可以成为同源重组的底物,从而在修复位点引入了不同的,相关的DNA序列(图2)。这个多功能系统已从天然组件设计为更简单的系统,该系统在真菌,动物和人类细胞中发现了广泛的应用。出于大多数目的,CAS成分是一种来自链球菌链球菌的蛋白质,称为CAS9。