Η βασική διαφορά μεταξύ ZFN TALEN και CRISPR είναι ότι το ZFN είναι μια τεχνητή τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε νουκλεάσες δακτύλου ψευδαργύρου που αποτελούνται από έναν τομέα δακτύλου ψευδαργύρου και έναν τομέα ενδονουκλεάσης Fok1. Εν τω μεταξύ, το TALEN είναι μια ανθρωπογενής τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε πρωτεΐνες σύντηξης που αποτελείται από μια βακτηριακή πρωτεΐνη TALE και ενδονουκλεάση Fok1, και το CRISPR είναι ένας φυσικός αμυντικός μηχανισμός βακτηρίων με βάση το RNA που καθοδηγείται από δύο τύπους RNA και σχετικές πρωτεΐνες Cas.
Τα εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας βασίζονται στις κατασκευασμένες νουκλεάσες που αποτελούνται από ειδικούς για την αλληλουχία τομείς δέσμευσης και μη ειδικές μονάδες διάσπασης DNA. Οι ZFN, TALEN και CRISPR είναι τρεις τύποι τεχνικών γονιδιακής επεξεργασίας. Το ZEN και το TALEN είναι ανθρωπογενή συστήματα, ενώ το CRISPR είναι ένα φυσικό σύστημα που εμφανίζεται στα βακτήρια. Και τα τρία συστήματα αναγνωρίζουν αλληλουχίες και διασπούν το DNA στόχο. Οι νουκλεάσες των δακτύλων ψευδαργύρου αποτελούνται από μια περιοχή δακτύλου ψευδαργύρου και ενδονουκλεάση Fok1. Τα TALEN αποτελούνται από μια βακτηριακή πρωτεΐνη TALE και ενδονουκλεάση Fok1. Το CRISPR αποτελείται από δύο RNA (trans-ενεργοποιητικό crRNA και ένα μοναδικό οδηγό RNA).
Τι είναι το ZFN;
Το ZFN είναι ένα εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε νουκλεάσες ψευδαργύρου-δακτύλου. Οι νουκλεάσες δακτύλου ψευδαργύρου είναι χιμαιρικές νουκλεάσες που αποτελούνται από ειδικές για την αλληλουχία περιοχές σύνδεσης DNA και μη ειδικές περιοχές διάσπασης DNA από την ενδονουκλεάση περιορισμού FokI. Αυτή είναι μια ανθρωπογενής τεχνολογία επεξεργασίας γονιδιώματος που επιτρέπει ένα ευρύ φάσμα γονιδιακών τροποποιήσεων προκαλώντας θραύσματα διπλού κλώνου στο DNA.
Εικόνα 01: ZFN
Το ZFN είναι ένα σημαντικό εργαλείο κατά την εισαγωγή στοχευμένων αλλοιώσεων σε φυτά και πολλά είδη καλλιεργειών. Επιτρέπει την ενσωμάτωση πολύτιμων χαρακτηριστικών στα φυτά. Επιπλέον, το ZFN έχει θεραπευτικό δυναμικό αφού είναι σε θέση να πραγματοποιήσει ακριβή γενετική τροποποίηση για την αποτελεσματική εξάλειψη των συμπτωμάτων.
Τι είναι TALEN;
Οι νουκλεάσες που μοιάζουν με ενεργοποιητές μεταγραφής (TALEN) είναι ένα εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε χιμαιρικές νουκλεάσες παρόμοιες με το ZFN. Είναι επίσης μια ανθρωπογενής τεχνολογία επεξεργασίας γονιδιώματος. Το TALEN επάγει τη γονιδιακή τροποποίηση προκαλώντας θραύσματα διπλού κλώνου στο DNA. Τα TALEN αποτελούνται από πεδία δέσμευσης DNA ειδικών για την αλληλουχία συντηγμένα σε μια μη ειδική μονάδα διάσπασης DNA. Επομένως, έχει τομείς διάσπασης FokI και τομείς δέσμευσης DNA που προέρχονται από πρωτεΐνες TALE.
Εικόνα 02: TALEN
Οι πρωτεΐνες TALE απαντώνται φυσικά στο βακτηριακό γένος Xanthomonas. Αυτές οι πρωτεΐνες περιέχουν τομείς δέσμευσης DNA που αποτελούνται από μια σειρά από 33-35 επαναλαμβανόμενες περιοχές αμινοξέων. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του TALEN έναντι του ZFN είναι ότι η ειδικότητα δέσμευσης του τομέα δέσμευσης DNA μπορεί να αλλάξει στο TALEN κάνοντας τροποποιήσεις σε 33-34 επαναλήψεις αμινοξέων.
Τι είναι το CRISPR;
Το CRISPR σημαίνει Clustered Regulatory Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. Είναι ένας φυσικός αμυντικός μηχανισμός με βάση το RNA που εκτελείται σε βακτήρια. Στην πραγματικότητα, είναι ένας μηχανισμός επεξεργασίας γονιδιώματος που χρησιμοποιείται ειδικά κατά των ιών. Ένας ιός ή ένας ξένος εισβολέας μπορεί να ενεργοποιήσει αυτό το σύστημα στα βακτήρια. Το CRISPR λειτουργεί μαζί με την πρωτεΐνη που σχετίζεται με το CRISPR (Cas9).
Το CRISPR αποτελείται από δύο RNA: το trans-ενεργοποιητικό crRNA και ένα μοναδικό οδηγό RNA. Επομένως, η αναγνώριση του CRISPR εξαρτάται και από τα δύο αυτά RNA. Όταν το ιικό DNA εισέρχεται σε ένα βακτηριακό κύτταρο, ο τόπος CRISPR παράγει οδηγό RNA, το οποίο συνοδεύει τις πρωτεΐνες Cas να φτάσουν και να συνδεθούν με το ιικό DNA και να διασπαστούν σε μια συγκεκριμένη θέση. Μόλις το DNA του ιού διασπαστεί, καθίσταται ανενεργό λόγω της σίγησης του παθογόνου DNA. Ως εκ τούτου, το σύστημα CRISPR συλλαμβάνει, διασπά και αδρανοποιεί τους ιούς με τη βοήθεια των πρωτεϊνών Cas.
Εικόνα 03: CRISPR/Cas9
Το CRISPR/Cas9 χρησιμοποιείται ως σύστημα επεξεργασίας γονιδιώματος. Είναι μια πρόσφατη τεχνολογία. Αυτή η τεχνολογία είναι πολύ απλή, αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική σε σχέση με άλλες τεχνικές επεξεργασίας γονιδιώματος. Σε σύγκριση με το ZFN και το TALEN, το σύστημα CRISPR/Cas9 είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την πρόκληση στοχευμένων αλλοιώσεων του γονιδιώματος.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του ZFN TALEN και του CRISPR;
- ZFN, TALEN και CRISPR είναι τεχνικές επεξεργασίας γονιδίων.
- Και τα τρία εργαλεία θα είναι πολλά υποσχόμενες τεχνικές για τη διόρθωση των γενετικών αιτιών πίσω από πολλές ασθένειες.
- Ωστόσο, παρουσιάζουν περιορισμούς στη στόχευση, ατελή ειδικότητα και στόχευση γονιδίων.
- Και τα τρία συστήματα μπορούν να προκαλέσουν σπασίματα διπλού κλώνου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ZFN TALEN και CRISPR;
Το ZFN είναι μια τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε νουκλεάσες δακτύλων ψευδαργύρου, ενώ το TALEN είναι μια τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που βασίζεται σε πρωτεΐνες σύντηξης που αποτελούνται από μια βακτηριακή πρωτεΐνη TALE και ενδονουκλεάση Fok1 και το CRISPR είναι ένας φυσικός αμυντικός μηχανισμός βακτηρίων με βάση το RNA που καθοδηγείται από δύο τύπους RNA και τις σχετικές πρωτεΐνες Cas. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ ZFN TALEN και CRISPR.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ ZFN TALEN και CRISPR σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – ZFN vs TALEN vs CRISPR
Οι ZFN, TALEN και CRISPR είναι τεχνολογίες επεξεργασίας γονιδίων. Το CRISPR είναι η πρόσφατη τεχνολογία που δείχνει καλύτερη αποτελεσματικότητα, σκοπιμότητα και κλινική εφαρμογή πολλαπλών ρόλων. Τόσο το ZFN όσο και το TALEN είναι τεχνητά εργαλεία, ενώ το CRISPR είναι ένας μηχανισμός άμυνας των βακτηρίων. Τόσο το ZFN όσο και το TALEN είναι κατασκευασμένες νουκλεάσες. Το CRISPR αποτελείται από δύο τύπους RNA που συνδέονται με πρωτεΐνες Cas. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ ZFN TALEN και CRISPR.
