Ključna razlika – CRISPR proti RNAi
Urejanje genoma in spreminjanje genov sta prihajajoči področji zanimanja genetike in molekularne biologije. Modifikacija genov je široko uporabna za študije genske terapije in se uporablja tudi za identifikacijo lastnosti gena, funkcionalnosti gena in kako lahko mutacije v genu vplivajo na njegovo delovanje. Pomembno je razviti učinkovite in zanesljive načine za natančne, ciljno usmerjene spremembe genoma živih celic. Tehnike, kot sta CRISPR in RNAi, se uporabljajo za modificiranje genov z visoko natančnostjo. CRISPR ali Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats je naravno prisoten prokariontski imunski obrambni mehanizem, ki je bil nedavno uporabljen za urejanje in spreminjanje evkariontskih genov. Interferenca RNAi ali RNA je zaporedje specifična metoda za utišanje genov z uvedbo majhne dvoverižne RNA, ki posreduje pri nukleinskih kislinah in uravnava izražanje genov. To je ključna razlika med CRISPR in RNAi.
Kaj je CRISPR?
Sistem CRISPR je naravni mehanizem, prisoten v nekaterih bakterijah, vključno z E. coli in archea. Je adaptivna imunska zaščita pred vdori tuje DNK. To je mehanizem, specifičen za zaporedje. Sistem CRISPR vsebuje več ponavljajočih se elementov DNK. Ti elementi so prepleteni s kratkimi "distančnimi" zaporedji, ki izhajajo iz tuje DNK in več genov Cas. Nekateri geni Cas so nukleaze. Tako se celoten imunski sistem imenuje sistem CRISPR/Cas.
Slika 01: Sistem CRISPR/Cas
Sistem CRISPR/Cas deluje v štirih korakih.
- Sistem genetsko veže invazivne segmente DNA fagov in plazmidov (distančnike) v lokuse CRISPR (imenovan korak pridobivanja presledkov).
- stopnja zorenja crRNA – Gostitelj prepisuje in obdeluje lokuse CRISPR, da ustvari zrelo CRISPR RNA (crRNA), ki vsebuje ponavljajoče se elemente CRISPR in integrirane presledke.
- Odkrivanje crRNA – To olajša komplementarno združevanje baz. To je pomembno, ko je prisotna okužba in povzročitelj okužbe.
- Korak ciljne motnje – crRNA zazna tujo DNK, tvori kompleks s tujo DNK in zaščiti gostitelja pred tujo DNK.
Trenutno se sistem CRISPR/Cas uporablja za spreminjanje ali spreminjanje genoma sesalcev z zatiranjem ali aktivacijo transkripcije. Celice sesalcev se lahko odzovejo na zlome DNK, ki jih posreduje CRISPR/Cas9, tako da sprejmejo mehanizem popravljanja. Izvede se lahko bodisi z metodo nehomolognega spajanja koncev (NHEJ) bodisi s homologno usmerjenim popravilom (HDR). Oba mehanizma popravljanja potekata z uvedbo dvovijačnih prekinitev. Posledica tega je urejanje gena sesalcev. Tako se trenutno sistem CRISPR/Cas uporablja na področjih terapevtskih, biomedicinskih, kmetijskih in raziskovalnih aplikacij.
Kaj je RNAi?
Interferenca RNA je tehnika posredovanja dvoverižne RNA, ki se uporablja za uravnavanje izražanja genov. Glavna vključena spojina so majhne moteče RNA (siRNA). SiRNA so posebna vrsta dvoverižnih RNA s 3' previsom dveh nukleotidov in 5' fosfatno skupino. RNA induced silencing complex (RISC) nastane med interferenco RNA, ki bi povzročila razgradnjo gena, vezanega na siRNA.
Slika 02: RNAi
Postopek RNAi je naslednji.
- Dvoverižno RNA bo v citoplazmi predelala endoribonukleaza tipa RNaze III, imenovana Dicer, da se ustvari ~21 nukleotidov dolga siRNA
- Prenos dicerja, vezanega na siRNA, v Argonaute s pomočjo dvoverižnih vezavnih proteinov RNA (dsRNABP).
- Vezava Argonaute na eno verigo duplexa (vodilna veriga). To bo izpodrinilo drugi pramen. Posledica tega je celoten kompleks beljakovin in RNA, ki se imenuje RISC.
- Združevanje kompleksa RISC z enoverižno vodilno RNA, vezano na Argonaute.
- Združevanje homologne tarče RNA z vodilno RNA.
- Aktivacija Argonaute, ki povzroči razgradnjo ciljne RNA
Kakšna je podobnost med CRISPR in RNAi?
Oboje se uporablja kot raziskovalno orodje za spreminjanje izražanja genov
Kakšna je razlika med CRISPR in RNAi?
CRISPR proti RNAi |
|
| CRISPR je imunski obrambni mehanizem, ki je bil nedavno uporabljen za urejanje in spreminjanje evkariontskih genov. | RNAi je za zaporedje specifična metoda za utišanje genov z uvedbo majhnih dvoverižnih |
| Ciljno zaporedje | |
| Sintetična RNA (vodilna RNA) je ciljno zaporedje CRISPR. | siRNA je ciljno zaporedje RNAi. |
| Učinkovitost pri zatiranju genov | |
| Malo CRISPR | Visoka vsebnost RNAi |
| Učinki | |
| Knockdown genov se pojavi pri CRISPR. | V RNAi pride do izločitve / utišanja. |
Povzetek – CRISPR proti RNAi
CRISPR ali Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats je naravno prisoten prokariontski imunski obrambni mehanizem, ki je bil nedavno uporabljen za urejanje in spreminjanje evkariontskih genov. Interferenca RNAi ali RNA je za zaporedje specifična metoda za utišanje genov z uvedbo majhne dvoverižne RNA, ki posreduje pri nukleinskih kislinah in uravnava izražanje genov. To lahko razumemo kot osnovno razliko med CRISPR in RNAi. Obe tehniki, CRISPR/Cas in RNAi, sta močni orodji za manipulacijo genov, čeprav je CRISPR/Cas vsekakor boljša od RNAi, saj se lahko uporablja za induciranje vstavljanj in izbrisov. Specifičnost je visoka tudi v sistemu CRISPR/Cas.
Prenesite PDF različico CRISPR proti RNAi
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med CRISPR in RNAi
