Βασική διαφορά – CRISPR εναντίον RNAi
Η επεξεργασία του γονιδιώματος και η γονιδιακή τροποποίηση είναι επερχόμενα πεδία ενδιαφέροντος στη γενετική και τη μοριακή βιολογία. Η γονιδιακή τροποποίηση είναι ευρέως εφαρμόσιμη για μελέτες γονιδιακής θεραπείας και χρησιμοποιείται επίσης για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του γονιδίου, της λειτουργικότητας του γονιδίου και του τρόπου με τον οποίο οι μεταλλάξεις στο γονίδιο θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη λειτουργία του. Είναι σημαντικό να αναπτυχθούν αποτελεσματικοί και αξιόπιστοι τρόποι για να γίνουν ακριβείς, στοχευμένες αλλαγές στο γονιδίωμα των ζωντανών κυττάρων. Τεχνικές όπως το CRISPR και το RNAi χρησιμοποιούνται για την τροποποίηση γονιδίων με υψηλή ακρίβεια. Το CRISPR ή Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats είναι ένας φυσικώς απαντώμενος προκαρυωτικός μηχανισμός ανοσολογικής άμυνας που έχει χρησιμοποιηθεί πρόσφατα για επεξεργασία και τροποποίηση ευκαρυωτικών γονιδίων. Η παρεμβολή RNAi ή RNA είναι μια ειδική για την αλληλουχία μέθοδο για τη σίγαση γονιδίων με την εισαγωγή μικρού δίκλωνου RNA που μεσολαβεί με νουκλεϊκά οξέα και ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ CRISPR και RNAi.
Τι είναι το CRISPR;
Το σύστημα CRISPR είναι ένας φυσικός μηχανισμός που υπάρχει σε ορισμένα βακτήρια, συμπεριλαμβανομένου του E. coli και του archaea. Είναι μια προσαρμοστική ανοσολογική προστασία έναντι εισβολών που βασίζονται στο ξένο DNA. Είναι ένας μηχανισμός συγκεκριμένης ακολουθίας. Το σύστημα CRISPR περιέχει πολλά στοιχεία επανάληψης DNA. Αυτά τα στοιχεία είναι διάσπαρτα με σύντομες αλληλουχίες «διαστήματος» που προέρχονται από ξένο DNA και πολλαπλά γονίδια Cas. Μερικά από τα γονίδια Cas είναι νουκλεάσες. Έτσι, το πλήρες ανοσοποιητικό σύστημα αναφέρεται ως σύστημα CRISPR/Cas.
Εικόνα 01: Σύστημα CRISPR/ Cas
Το σύστημα CRISPR/Cas λειτουργεί σε τέσσερα βήματα.
- Το σύστημα προσδένει γενετικά τμήματα DNA φάγων και πλασμιδίου εισβολής (αποστάτες) στους τόπους CRISPR (που ονομάζεται βήμα απόκτησης διαχωριστή).
- βήμα ωρίμανσης crRNA – Ο ξενιστής μεταγράφει και επεξεργάζεται τους τόπους CRISPR για να δημιουργήσει ώριμο CRISPR RNA (crRNA) που περιέχει και τα δύο επαναλαμβανόμενα στοιχεία CRISPR και τα ενσωματωμένα στοιχεία διαχωρισμού.
- Ανίχνευση του crRNA – Αυτό διευκολύνεται από το συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων. Αυτό είναι σημαντικό όταν υπάρχει λοίμωξη και υπάρχει μολυσματικός παράγοντας.
- Βήμα παρεμβολής στόχου – το crRNA ανιχνεύει ξένο DNA, σχηματίζει σύμπλεγμα με το ξένο DNA και προστατεύει τον ξενιστή από το ξένο DNA.
Προς το παρόν, το σύστημα CRISPR/Cas χρησιμοποιείται για την αλλαγή ή την τροποποίηση του γονιδιώματος των θηλαστικών είτε με καταστολή μεταγραφής είτε με ενεργοποίηση. Τα κύτταρα των θηλαστικών μπορούν να ανταποκριθούν σε θραύσματα DNA που προκαλούνται από το CRISPR/Cas9 υιοθετώντας μηχανισμό επιδιόρθωσης. Μπορεί να γίνει είτε με τη χρήση μη ομόλογης μεθόδου σύνδεσης άκρου (NHEJ) είτε με ομολογία κατευθυνόμενης επισκευής (HDR). Και οι δύο αυτοί μηχανισμοί επισκευής πραγματοποιούνται με την εισαγωγή σπασίματος διπλού κλώνου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επεξεργασία του γονιδίου των θηλαστικών. Έτσι, επί του παρόντος το σύστημα CRISPR/ Cas χρησιμοποιείται στους τομείς των θεραπευτικών, βιοϊατρικών, γεωργικών και ερευνητικών εφαρμογών.
Τι είναι το RNAi;
Η παρεμβολή RNA είναι μια τεχνική με τη μεσολάβηση δίκλωνου RNA, η οποία χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Η κύρια ένωση που εμπλέκεται είναι τα μικρά παρεμβαλλόμενα RNA (siRNA). Τα siRNA είναι ένας ειδικός τύπος δίκλωνων RNA με μια προεξοχή 3' δύο νουκλεοτιδίων και μια φωσφορική ομάδα 5'. Το σύμπλοκο σίγασης που προκαλείται από RNA (RISC) σχηματίζεται κατά τη διάρκεια παρεμβολής RNA που θα είχε ως αποτέλεσμα την αποικοδόμηση του γονιδίου που συνδέεται με το siRNA.
Εικόνα 02: RNAi
Η διαδικασία του RNAi είναι η εξής.
- Το δίκλωνο RNA θα υποβληθεί σε επεξεργασία στο κυτταρόπλασμα από μια ενδοριβονουκλεάση τύπου RNase III που ονομάζεται Dicer για να δημιουργήσει ~21 νουκλεοτίδια μήκους siRNAs
- Μεταφορά του δεσμευμένου siRNA Dicer στο Argonaute, με τη βοήθεια δίκλωνων πρωτεϊνών δέσμευσης RNA (dsRNABP).
- Δέσμευση του Argonaute σε ένα σκέλος του duplex (σκέλος οδηγός). Αυτό θα μετατοπίσει το άλλο σκέλος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα πλήρες σύμπλεγμα πρωτεΐνης – RNA που ονομάζεται RISC.
- Η σύζευξη του συμπλέγματος RISC με μονόκλωνο οδηγό RNA συνδεδεμένο στον Αργοναύτη.
- Η σύζευξη του ομόλογου στόχου RNA με το οδηγό RNA.
- Ενεργοποίηση του Argonaute με αποτέλεσμα την αποικοδόμηση του RNA στόχου
Ποια είναι η ομοιότητα μεταξύ CRISPR και RNAi;
Αμφότερα χρησιμοποιούνται ως ερευνητικά εργαλεία τροποποίησης γονιδιακής έκφρασης
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ CRISPR και RNAi;
CRISPR εναντίον RNAi |
|
| CRISPR είναι ένας μηχανισμός άμυνας του ανοσοποιητικού συστήματος που έχει χρησιμοποιηθεί πρόσφατα για επεξεργασία και τροποποίηση ευκαρυωτικών γονιδίων. | Το RNAi είναι μια ειδική για την αλληλουχία μέθοδο για τη σίγαση γονιδίων με την εισαγωγή μικρών δίκλωνων |
| Ακολουθία στόχευσης | |
| Συνθετικό RNA (οδηγό RNA) είναι η αλληλουχία στόχευσης του CRISPR. | Το siRNA είναι η αλληλουχία στόχευσης του RNAi. |
| Αποτελεσματικότητα στη Γονιδιακή Καταστολή | |
| Χαμηλό σε CRISPR | Υψηλό σε RNAi |
| Εφέ | |
| Η καταστροφή των γονιδίων συμβαίνει στο CRISPR. | Νοκ άουτ / σίγαση εμφανίζεται στο RNAi. |
Σύνοψη – CRISPR εναντίον RNAi
Το CRISPR ή Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats είναι ένας φυσικώς απαντώμενος προκαρυωτικός μηχανισμός ανοσολογικής άμυνας που έχει χρησιμοποιηθεί πρόσφατα για επεξεργασία και τροποποίηση ευκαρυωτικών γονιδίων. Η παρεμβολή RNAi ή RNA είναι μια ειδική για την αλληλουχία μέθοδο για τη σίγαση των γονιδίων με την εισαγωγή μικρού δίκλωνου RNA που μεσολαβεί με νουκλεϊκά οξέα και ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων. Αυτό μπορεί να ληφθεί ως η βασική διαφορά μεταξύ CRISPR και RNAi. Και οι δύο τεχνικές, CRISPR/Cas και RNAi, είναι ισχυρά εργαλεία για γονιδιακούς χειρισμούς, αν και το CRISPR/Cas είναι σίγουρα πιο ανώτερο από το RNAi, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προκαλέσει τόσο εισαγωγές όσο και διαγραφές. Η ειδικότητα είναι επίσης υψηλή στο σύστημα CRISPR/ Cas.
Λήψη της έκδοσης PDF του CRISPR vs RNAi
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ CRISPR και RNAi
