Bacteriën hebben afweermechanismen tegen virussen, bacteriofagen genoemd. Fagen injecteren hun DNA in ene bacterie, waar het zowel codeert voor de synthese van eiwitten die het bacteriële DNA afbreken als voor de aanmaak van nieuwe viruseiwitten. Uit viruseiwitten ontstaan nieuwe fagen. De gastheercel gaat te gronde door lysis, de fagen komen vrij en besmetten nieuwe gastheercellen. Dit heet de lytische cyclus van fagen. Fagen kennen ook een lysogene cyclus, waarbij de bacterie in leven blijft. Het faag-DNA integreert daarbij in het bacteriële DNA, het heet dan profaag-DNA. Bacteriën kunnen zich tegen fasen beschermen. Ze hebben een immuunsysteem ontwikkeld: CRISPR-Cas. Een gedeelte van het bacteriële DNA, het CRISPR-locus kenmerkt zich door een aaneengesloten serie herhalingen van korte stukjes van hetzelfde bacterie. Tussen elk van die stukjes bevindt zich een spacer-DNA: stukjes DNA van fagen die ooit de bacterie geïnfecteerd hebben. Vlakbij de CRISPR-delen ligt een aantal Cas-genen. Zij coderen voor diverse Cas-eiwitten: onder andere de enzymen helicase. De bacterie maakt van elke repeat van CRISPR samen met een spacer-DNA een RNA-kopie: het gids-RNA. Cas9-eiwit codeert voor specifiek bacteriofaag DNA. Cas-helicase splitst het virus-DNA open en het gRNA bindt aan het complementaire virus-DNA. Cas-nuclease knipt vervolgens het faag-DNA in stukjes.