Diferența cheie – CRISPR vs RNAi
Editarea genomului și modificarea genelor sunt domenii viitoare de interes în genetică și biologie moleculară. Modificarea genelor este aplicabilă pe scară largă pentru studiile de terapie genetică și este, de asemenea, utilizată pentru a identifica proprietățile genei, funcționalitatea genei și modul în care mutațiile din genă ar putea afecta funcția acesteia. Este important să se dezvolte modalități eficiente și fiabile de a face modificări precise și direcționate ale genomului celulelor vii. Tehnici precum CRISPR și ARNi sunt folosite pentru a modifica genele cu mare precizie. CRISPR sau Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats este un mecanism de apărare imună procariotă care apare în mod natural, care a fost utilizat recent pentru editarea și modificarea genelor eucariote. Interferența ARNi sau ARN este o metodă specifică secvenței pentru a reduce la tăcere genele prin introducerea de ARN dublu catenar mic care mediază cu acizii nucleici și reglează expresia genelor. Aceasta este diferența cheie dintre CRISPR și RNAi.
Ce este CRISPR?
Sistemul CRISPR este un mecanism natural prezent în unele bacterii, inclusiv E. coli și archea. Este o protecție imunitară adaptivă împotriva invaziilor pe bază de ADN străin. Este un mecanism specific secvenței. Sistemul CRISPR conține mai multe elemente repetate ADN. Aceste elemente sunt intercalate cu secvențe scurte „spacer” derivate din ADN străin și mai multe gene Cas. Unele dintre genele Cas sunt nucleaze. Astfel, întregul sistem imunitar este denumit sistem CRISPR/Cas.
Figura 01: Sistem CRISPR/Ca
Sistemul CRISPR/Cas funcționează în patru pași.
- Sistemul leagă genetic segmentele de ADN de fagi și plasmide invadatoare (distanțieri) în loci CRISPR (numit pasul de achiziție a distanțierului).
- Etapa de maturare crRNA – Gazda transcrie și procesează loci CRISPR pentru a genera ARN CRISPR matur (ARNcr) care conține atât elemente repetate CRISPR, cât și elemente distanțiere integrate.
- Detecția ARNcr – Acest lucru este facilitat de împerecherea bazelor complementare. Acest lucru este important atunci când este prezentă o infecție și este prezent un agent infecțios.
- Etapa de interferență țintă – crRNA detectează ADN-ul străin, formează un complex cu ADN-ul străin și protejează gazda împotriva ADN-ului străin.
În prezent, sistemul CRISPR/Cas este utilizat pentru a modifica sau modifica genomul mamiferelor fie prin reprimarea transcripției, fie prin activare. Celulele de mamifere pot răspunde la rupturile ADN-ului mediate de CRISPR/Cas9 prin adoptarea unui mecanism de reparare. Se poate realiza fie folosind metoda de îmbinare a capătului non-omologă (NHEJ) sau repararea direcționată la omologie (HDR). Ambele mecanisme de reparare au loc prin introducerea de ruperi dublu catenare. Aceasta are ca rezultat editarea genei de mamifer. Astfel, în prezent, sistemul CRISPR/ Cas este utilizat în domeniile aplicațiilor terapeutice, biomedicale, agricole și de cercetare.
Ce este RNAi?
Interferența ARN este o tehnică mediată de ARN dublu catenar, care este utilizată pentru a regla expresia genelor. Principalul compus implicat este ARN-urile interferente mici (siARN). SiRNA-urile sunt un tip special de ARN-uri dublu catenar cu o supraîncărcare de 3’ a două nucleotide și o grupare fosfat de 5’. Complexul de tăcere indusă de ARN (RISC) se formează în timpul interferenței ARN care ar duce la degradarea genei legate de siARN.
Figura 02: RNAi
Procedura ARNi este următoarea.
- ARN-ul dublu catenar va fi procesat în citoplasmă de o endoribonuclează de tip RNază III numită Dicer pentru a genera ~21 de siRNA-uri lungi de nucleotide
- Transferul Dicerului legat de ARNsi la Argonaute, cu ajutorul proteinelor de legare a ARN-ului dublu catenar (dsRNABP).
- Legarea Argonautului de un fir al duplexului (torn de ghidare). Aceasta va deplasa ceal altă șuviță. Rezultă un întreg complex proteină – ARN care se numește RISC.
- Împerecherea complexului RISC cu ARN-ul ghid monocatenar legat de Argonaute.
- Împerecherea țintei ARN omoloage cu ARN-ul ghid.
- Activarea Argonautei care are ca rezultat degradarea ARN-ului țintă
Care este asemănarea dintre CRISPR și RNAi?
Ambele sunt folosite ca instrumente de cercetare pentru modificarea expresiei genelor
Care este diferența dintre CRISPR și RNAi?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR este un mecanism de apărare imună care a fost folosit recent pentru editarea și modificarea genelor eucariote. | RNAi este o metodă specifică secvenței pentru a reduce la tăcere genele prin introducerea de mici dublu catenare |
| Secvență de direcționare | |
| ARN sintetic (ARN ghid) este secvența de direcționare a CRISPR. | siRNA este secvența de direcționare a ARNi. |
| Eficiență în suprimarea genelor | |
| Scăzut în CRISPR | Ridicat în RNAi |
| Efecte | |
| În CRISPR are loc distrugerea genelor. | Knockout / tăcere are loc în RNAi. |
Rezumat – CRISPR vs RNAi
CRISPR sau Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats este un mecanism de apărare imună procariotă care apare în mod natural, care a fost utilizat recent pentru editarea și modificarea genelor eucariote. Interferența ARNi sau ARN este o metodă specifică secvenței pentru a reduce la tăcere genele prin introducerea de ARN dublu catenar mic care mediază cu acizii nucleici și reglează expresia genelor. Aceasta poate fi considerată diferența de bază între CRISPR și RNAi. Ambele tehnici, CRISPR/Cas și RNAi, sunt instrumente puternice pentru manipularea genelor, deși CRISPR/Cas este cu siguranță mai superior RNAi, deoarece poate fi folosit pentru a induce atât inserții, cât și deleții. Specificitatea este, de asemenea, mare în sistemul CRISPR/Cas.
Descărcați versiunea PDF a CRISPR vs RNAi
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre CRISPR și RNAi
