Rozdiel medzi CRISPR a RNAi

kľúč Rozdiel - CRISPR vs RNAi
 

Úpravy genómu a modifikácie génov sú nadchádzajúcimi oblasťami záujmu v oblasti genetiky a molekulárnej biológie. Génová modifikácia je široko použiteľná pre štúdie génovej terapie a používa sa tiež na identifikáciu vlastností génu, funkčnosti génu a toho, ako by mutácie v géne mohli ovplyvniť jeho funkciu. Je dôležité vyvinúť efektívne a spoľahlivé spôsoby, ako presne a cielene zmeniť genóm živých buniek. Na modifikáciu génov s vysokou presnosťou sa používajú techniky ako CRISPR a RNAi. CRISPR alebo pravidelne zoskupené krátke palindromické opakovania v klastroch sú prirodzene sa vyskytujúcim prokaryotickým imunitným obranným mechanizmom, ktorý sa nedávno použil na úpravu a modifikáciu eukaryotických génov. Interferencia RNAi alebo RNA je sekvenčne špecifická metóda na umlčanie génov zavedením malej dvojreťazcovej RNA, ktorá sprostredkuje nukleové kyseliny a reguluje génovú expresiu.. To je kľúčový rozdiel medzi CRISPR a RNAi.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je CRISPR
3. Čo je RNAi
4. Podobnosti medzi CRISPR a RNAi
5. Porovnanie vedľa seba - CRISPR vs RNAi v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je CRISPR?

Systém CRISPR je prirodzený mechanizmus prítomný v niektorých baktériách vrátane E. coli a archea. Je to adaptívna imunitná ochrana proti invázii cudzej DNA. Je to sekvenčne špecifický mechanizmus. Systém CRISPR obsahuje niekoľko opakujúcich sa prvkov DNA. Tieto prvky sú rozptýlené s krátkymi „spacer“ sekvenciami odvodenými od cudzej DNA a viacerých Cas génov. Niektoré z génov Cas sú nukleázy. Celý imunitný systém sa teda označuje ako systém CRISPR / Cas.

Obrázok 01: Systém CRISPR / Cas

Systém CRISPR / Cas funguje v štyroch krokoch.

1. Systém geneticky viaže invázne segmenty fágovej a plazmidovej DNA (spacery) do lokusov CRISPR (nazývané krok získania spacerov)..
2. Krok zrenia crRNA - Hostiteľ prepisuje a spracúva lokusy CRISPR, aby vygeneroval zrelú CRISPR RNA (crRNA), ktoré obsahujú opakujúce sa prvky CRISPR a integrované prvky spacer.
3. Detekcia crRNA - Toto je uľahčené komplementárnym párovaním báz. Toto je dôležité, keď je prítomná infekcia a je prítomná infekčná látka.
4. Cieľový interferenčný krok - crRNA detekuje cudziu DNA, tvorí komplex s cudzou DNA a chráni hostiteľa pred cudzou DNA.

V súčasnosti sa systém CRISPR / Cas používa na zmenu alebo úpravu cicavčieho genómu buď transkripčnou represiou alebo aktiváciou. Cicavčie bunky môžu reagovať na zlomky DNA sprostredkované CRISPR / Cas9 prijatím opravného mechanizmu. Môže sa to urobiť pomocou nehomologickej metódy spájania koncov (NHEJ) alebo homológiou zameranej opravy (HDR). Oba tieto opravné mechanizmy sa uskutočňujú zavedením dvojvláknových zlomov. To vedie k úprave cicavčieho génu. Systém CRISPR / Cas sa teda v súčasnosti používa v oblasti terapeutických, biomedicínskych, poľnohospodárskych a výskumných aplikácií.

Čo je RNAi?

Interferencia RNA je dvojreťazcová technika sprostredkovaná RNA, ktorá sa používa na reguláciu génovej expresie. Hlavnou zahrnutou zlúčeninou sú malé interferujúce RNA (siRNA). SiRNA sú špeciálny typ dvojvláknových RNA s 3 'presahom dvoch nukleotidov a 5' fosfátovou skupinou. RNA tlmiaci komplex tlmiaci RNA (RISC) sa vytvára počas RNA interferencie, čo by malo za následok degradáciu génu naviazaného na siRNA.

Obrázok 02: RNAi

Postup RNAi je nasledujúci.

1. Dvojvláknová RNA bude spracovaná v cytoplazme endoribonukleázou typu RNáza III zvanou Dicer, aby sa vygenerovalo ~ 21 nukleotidových dlhých siRNA.
2. Prenos Dicerom naviazaného na siRNA do Argonaute pomocou dvojvláknových proteínov viažucich RNA (dsRNABP).
3. Viazanie Argonaute na jeden reťazec duplexu (vodiaci reťazec). Toto nahradí druhú vetvu. Výsledkom je komplex proteín - RNA, ktorý sa nazýva RISC.
4. Párovanie komplexu RISC s jednovláknovou vodiacou RNA sa naviazalo na Argonaute.
5. Spárovanie homológneho cieľa RNA s vodiacou RNA.
6. Aktivácia Argonaute vedie k degradácii cieľovej RNA

Aká je podobnosť medzi CRISPR a RNAi?

• Obidva sa používajú ako výskumné nástroje modifikujúce génovú expresiu

Aký je rozdiel medzi CRISPR a RNAi?

CRISPR vs RNAi
CRISPR je imunitný obranný mechanizmus, ktorý sa nedávno používa na úpravu a modifikáciu eukaryotických génov.	RNAi je sekvenčne špecifická metóda na umlčanie génov zavedením malých dvojvláknových
Postupnosť zacielenia
Syntetická RNA (vodiaca RNA) je cieliaca sekvencia CRISPR.	siRNA je cieliaca sekvencia RNAi.
Účinnosť v potlačení génov
Nízka hodnota CRISPR	Vysoko v RNAi
účinky
V CRISPR sa vyskytuje knockdown génov.	V RNAi dochádza k vyrazeniu / umlčaniu.

Zhrnutie - CRISPR vs RNAi

CRISPR alebo Skupinové pravidelné interpolované krátke palindromické opakovania je prirodzene sa vyskytujúci prokaryotický imunitný obranný mechanizmus, ktorý sa nedávno použil na úpravu a modifikáciu eukaryotických génov. RNAi alebo RNA interferencia je sekvenčne špecifická metóda na umlčanie génov zavedením malej dvojvláknovej RNA, ktorá sprostredkuje nukleové kyseliny a reguluje génovú expresiu. Toto možno považovať za základný rozdiel medzi CRISPR a RNAi. Obidve techniky, CRISPR / Cas a RNAi, sú účinnými nástrojmi na génovú manipuláciu, hoci CRISPR / Cas je určite lepšia ako RNAi, pretože sa môže použiť na vyvolanie inzercií aj delécií. Špecifickosť je tiež vysoká v systéme CRISPR / Cas.

Stiahnite si verziu CRISPR vo formáte PDF verzus RNAi

Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ju na účely offline podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi CRISPR a RNAi 

referencie:

1.Biolabs, New England. „CRISPR / Cas9 a cielené úpravy genómu: nová éra molekulárnej biológie.“ CRISPR / Cas9 a cielené úpravy genómu: nová éra molekulárnej biológie VO. Prístup k 22. septembru 2017. K dispozícii tu 
2. „Rušenie RNA (RNAi).“ Národné centrum pre biotechnologické informácie, Národná lekárska knižnica USA. Prístup k 22. septembru 2017. K dispozícii tu
3. Unniyampurath, Unnikrishnan a kol. „Rušenie RNA vo veku CRISPR: Bude CRISPR interferovať s RNAi?“ Medzinárodný denník molekulárnych vied, MDPI, marec 2016. Prístup k 22. septembru 2017. K dispozícii tu

S láskavým dovolením:

1. „Stupne imunity CRISPR“ Od CtSkennerton - vlastná práca, (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia 
2.'RNAi-zjednodušené'By Toto číslo je upravené z jedného od Matzke MA, Matzke AJM - Toto číslo je upravené od jedného od Matzke MA, Matzke AJM (2004) Výsadba semien nového paradigmy. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) prostredníctvom Comons Wikimedia