Różnica między CRISPR a RNAi

Klucz Różnica - CRISPR vs RNAi
 

Edycja genomu i modyfikacja genów to nadchodzące pola zainteresowań genetyki i biologii molekularnej. Modyfikacja genu ma szerokie zastosowanie w badaniach terapii genowej, a także służy do identyfikacji właściwości genu, funkcjonalności genu i tego, w jaki sposób mutacje w genie mogą wpływać na jego funkcję. Ważne jest opracowanie wydajnych i niezawodnych sposobów dokonywania precyzyjnych, ukierunkowanych zmian w genomie żywych komórek. Techniki takie jak CRISPR i RNAi są używane do modyfikowania genów z wysoką precyzją. CRISPR lub Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats to naturalnie występujący prokariotyczny mechanizm obrony immunologicznej, który został ostatnio użyty do edycji i modyfikacji genów eukariotycznych. Interferencja RNAi lub RNA jest specyficzną dla sekwencji metodą wyciszania genów poprzez wprowadzenie małego dwuniciowego RNA, który pośredniczy w kwasach nukleinowych i reguluje ekspresję genów. To jest kluczowa różnica między CRISPR a RNAi.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest CRISPR
3. Co to jest RNAi
4. Podobieństwa między CRISPR i RNAi
5. Porównanie obok siebie - CRISPR vs RNAi w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest CRISPR?

System CRISPR jest naturalnym mechanizmem występującym u niektórych bakterii, w tym E coli i archea. Jest to adaptacyjna ochrona immunologiczna przed inwazjami obcego DNA. Jest to mechanizm specyficzny dla sekwencji. System CRISPR zawiera kilka powtórzeń DNA. Te elementy są przeplatane krótkimi sekwencjami „przerywnika” pochodzącymi z obcego DNA i wielu genów Cas. Niektóre geny Cas są nukleazami. Zatem pełny układ odpornościowy jest określany jako układ CRISPR / Cas.

Rysunek 01: System CRISPR / Cas

The System CRISPR / Cas działa w czterech krokach.

1. System genetycznie tetheruje inwazyjne fagi i plazmidowe segmenty DNA (przerywniki) do loci CRISPR (zwane etapem pozyskiwania przerywnika).
2. etap dojrzewania crRNA - gospodarz transkrybuje i przetwarza loci CRISPR w celu wygenerowania dojrzałego RNA CRISPR (crRNA) zawierające zarówno elementy powtarzalne CRISPR, jak i zintegrowane elementy dystansowe.
3. Wykrywanie crRNA - Ułatwia to komplementarne parowanie zasad. Jest to ważne, gdy występuje infekcja i czynnik zakaźny.
4. Docelowy etap interferencji - crRNA wykrywa obcy DNA, tworzy kompleks z obcym DNA i chroni gospodarza przed obcym DNA.

Obecnie system CRISPR / Cas jest wykorzystywany do zmiany lub modyfikacji genomu ssaka poprzez represję transkrypcji lub aktywację. Komórki ssacze mogą reagować na pęknięcia DNA za pośrednictwem CRISPR / Cas9 poprzez przyjęcie mechanizmu naprawczego. Można to zrobić przy użyciu niehomologicznej metody łączenia końców (NHEJ) lub naprawy ukierunkowanej na homologię (HDR). Oba te mechanizmy naprawcze odbywają się poprzez wprowadzenie podwójnych linek. Powoduje to edycję genu ssaka. Tak więc obecnie system CRISPR / Cas jest wykorzystywany w zastosowaniach terapeutycznych, biomedycznych, rolniczych i badawczych.

Co to jest RNAi?

Interferencja RNA jest dwuniciową techniką, w której pośredniczy RNA, która służy do regulacji ekspresji genów. Głównym związkiem, o którym mowa, są małe interferujące RNA (siRNA). SiRNA są specjalnym rodzajem dwuniciowego RNA z 3 'zwisem dwóch nukleotydów i 5' grupą fosforanową. Kompleks wyciszający indukowany RNA (RISC) powstaje podczas interferencji RNA, co spowodowałoby degradację genu związanego z siRNA.

Ryc. 02: RNAi

Procedura RNAi jest następująca.

1. Dwuniciowy RNA będzie przetwarzany w cytoplazmie przez endoribonukleazę typu RNazy III zwaną Dicer, w celu wytworzenia siRNA o długości ~ 21 nukleotydów
2. Przeniesienie związanego z siRNA Dicer do Argonaute za pomocą dwuniciowych białek wiążących RNA (dsRNABP).
3. Wiązanie argonauty z jedną nicią dupleksu (nić prowadząca). Spowoduje to wyparcie drugiego pasma. Daje to kompleksowy kompleks białko - RNA, który nazywa się RISC.
4. Parowanie kompleksu RISC z jednoniciowym prowadzącym RNA związanym z argonautą.
5. Parowanie homologicznego celu RNA z prowadzącym RNA.
6. Aktywacja argonauty powodująca degradację docelowego RNA

Jakie jest podobieństwo między CRISPR a RNAi?

• Oba są wykorzystywane jako narzędzia badawcze modyfikujące ekspresję genów

Jaka jest różnica między CRISPR a RNAi?

CRISPR vs RNAi
CRISPR to mechanizm obrony immunologicznej, który został ostatnio użyty do edycji i modyfikacji eukariotycznych genów.	RNAi jest specyficzną dla sekwencji metodą wyciszania genów poprzez wprowadzenie małych dwuniciowych
Sekwencja celowania
Syntetyczny RNA (przewodnik RNA) jest sekwencją docelową CRISPR.	siRNA jest sekwencją docelową RNAi.
Skuteczność w tłumieniu genów
Niska CRISPR	Wysoka zawartość RNAi
Efekty
Powalenie genów występuje w CRISPR.	W RNAi występuje nokaut / wyciszenie.

Podsumowanie - CRISPR vs RNAi

CRISPR lub Krótkie powtórzenia palindromiczne zgrupowane regularnie z odstępami jest naturalnie występującym prokariotycznym mechanizmem obrony immunologicznej, który został niedawno użyty do edycji i modyfikacji eukariotycznych genów. RNAi lub Zakłócenia RNA jest specyficzną dla sekwencji metodą wyciszania genów poprzez wprowadzenie małego dwuniciowego RNA, który pośredniczy w kwasach nukleinowych i reguluje ekspresję genów. Można to uznać za podstawową różnicę między CRISPR a RNAi. Obie techniki, CRISPR / Cas i RNAi, są potężnymi narzędziami do manipulacji genami, chociaż CRISPR / Cas jest z pewnością lepszy od RNAi, ponieważ można go stosować do indukcji zarówno insercji, jak i delecji. Swoistość jest również wysoka w systemie CRISPR / Cas.

Pobierz wersję PDF CRISPR vs RNAi

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między CRISPR a RNAi 

Odniesienie:

1.Biolabs, Nowa Anglia. „CRISPR / Cas9 i ukierunkowana edycja genomu: nowa era w biologii molekularnej”. CRISPR / Cas9 i docelowa edycja genomu: nowa era w biologii molekularnej | NEB. Dostęp 22 września 2017 r. Dostępny tutaj 
2. „Interferencja RNA (RNAi)”. National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine. Dostęp 22 września 2017 r. Dostępny tutaj
3. Unniyampurath, Unnikrishnan i in. „Zakłócenia RNA w erze CRISPR: Czy CRISPR będzie interferował z RNAi?” International Journal of Molecular Sciences, MDPI, marzec 2016 r. Dostęp 22 września 2017 r. Dostępny tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Etapy odporności na CRISPR” Autor: CtSkennerton - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia 
2. „RNAi-uproszczony” Przez Ta figura jest dostosowana z jednej przez Matzke MA, Matzke AJM - Ta figura jest zaadaptowana z jednej przez Matzke MA, Matzke AJM (2004) Sadzenie nasion nowego paradygmatu. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) przez Comons Wikimedia