Palindromsequenz in der DNA des Bakteriums Streptococcus agalactiae. Teile der Buchstabenfolge eines Stranges (grün) entsprechen denen des anderen Stranges (gelb) in umgekehrter Reihenfolge. Das Palindrom ist jedoch nicht perfekt. Es enthält auch eine nicht-palindromische Sequenz (weiß). Die DNA kann mit einem gebrochenen Palindrom wie diesem Haarnadelstrukturen bilden. © MPG/ Art for Science 
„Was I ere I saw Elba“: Diese ziemlich bombastische Aussage ist ein Palindrom-Satz, das heißt, sie liest sich vorwärts genauso wie rückwärts. Der Beginn der CRISPR-Revolution war durch die Entdeckung einer großen Anzahl wiederholter palindromischer Sequenzen in einer Region bakterieller DNA gekennzeichnet. In diesen Sequenzen sind die Buchstaben des genetischen Codes, die vier Basismoleküle Adenin, Cytosin, Thymin und Guanin, so angeordnet, dass sie die gleiche Reihenfolge wie der zweite komplementäre DNA-Strang haben – in diesem Fall in entgegengesetzter Richtung gelesen. Dies ist die Eigenschaft, die CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) seinen zungenverdrehenden Namen gibt.
Im Gegensatz zu Wortpalindromen wie ‚civic‘ und ‚tenet‘, die eine Bedeutung haben, machen die Palindrome im Genetikwörterbuch keinen Sinn und können nicht in funktionelle Proteine übersetzt werden. Trotzdem sind sie nicht ganz bedeutungslos. DNA-schneidende Proteine verwenden häufig Palindromsequenzen als Erkennungssequenzen, an denen sie das DNA-Molekül schneiden. Diese Sequenzen können vier, sechs oder acht Basenpaare lang sein, obwohl einige Schneidproteine 20 oder mehr Basenpaare benötigen.
Aus den palindromen Sequenzen der CRISPR-Region werden RNA-Moleküle transkribiert, die eine sehr stabile Anordnung (Sekundärstruktur) annehmen. Sie liegen zwischen 23 und 47 Basenpaaren in der Länge. Zwischen diesen Sequenzen können variable Regionen ähnlicher Länge gefunden werden. Sie stammen aus dem Genom fremder DNA, die in die Bakterienzelle eingedrungen ist, und werden auch als Spacer-DNA bezeichnet.
Die CRISPR-Region enthält einen Promotor, der dafür sorgt, dass die CRISPR-Region gelesen und in die CRISPR-RNA (crRNA) übersetzt werden kann. Andere Gene, die als CRISPR-assoziierte Gene (Cas) bekannt sind, befinden sich daneben. Diese Gene liefern den Bauplan für die Cas-Proteine – nämlich die Enzyme, die den DNA-Strang schneiden. Auf die CRISPR- und Spacer-Sequenzen folgt eine Region für ein RNA-Molekül namens tracrRNA, die die Schneidmoleküle und die crRNA zu ihren Zielorten auf der Virus-DNA führt.