Ключова разлика – CRISPR срещу RNAi
Редактирането на генома и генната модификация са предстоящи области на интерес в генетиката и молекулярната биология. Генната модификация е широко приложима за изследвания на генна терапия и се използва също за идентифициране на свойствата на гена, функционалността на гена и как мутациите в гена могат да повлияят на неговата функция. Важно е да се разработят ефективни и надеждни начини за извършване на прецизни, целеви промени в генома на живите клетки. Техники като CRISPR и RNAi се използват за модифициране на гени с висока точност. CRISPR или Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats е естествен прокариотен имунен защитен механизъм, който наскоро беше използван за редактиране и модификация на еукариотни гени. RNAi или RNA интерференция е специфичен за последователността метод за заглушаване на гени чрез въвеждане на малка двойноверижна РНК, която медиира с нуклеинови киселини и регулира генната експресия. Това е основната разлика между CRISPR и RNAi.
Какво е CRISPR?
Системата CRISPR е естествен механизъм, присъстващ в някои бактерии, включително E. coli и archea. Това е адаптивна имунна защита срещу инвазии, базирани на чужда ДНК. Това е механизъм, специфичен за последователността. Системата CRISPR съдържа няколко повтарящи се елемента на ДНК. Тези елементи са осеяни с къси "спейсър" последователности, получени от чужда ДНК и множество Cas гени. Някои от Cas гените са нуклеази. Така цялата имунна система се нарича CRISPR/Cas система.
Фигура 01: CRISPR/ Cas система
Системата CRISPR/Cas функционира в четири стъпки.
- Системата генетично свързва нахлуващите фагови и плазмидни ДНК сегменти (спейсъри) в CRISPR локуси (наречени етап на придобиване на спейсери).
- стъпка на съзряване на crRNA – Гостоприемникът транскрибира и обработва CRISPR локуси, за да генерира зряла CRISPR РНК (crRNA), съдържаща както повтарящи се CRISPR елементи, така и интегрирани спейсерни елементи.
- Откриване на crRNA – Това се улеснява от комплементарно базово сдвояване. Това е важно, когато е налице инфекция и е наличен инфекциозен агент.
- Стъпка на целева интерференция – crRNA открива чужда ДНК, образува комплекс с чуждата ДНК и защитава гостоприемника срещу чуждата ДНК.
Понастоящем системата CRISPR/Cas се използва за промяна или модифициране на генома на бозайници чрез потискане или активиране на транскрипция. Клетките на бозайниците могат да реагират на медиирани от CRISPR/Cas9 разкъсвания на ДНК чрез възприемане на механизъм за възстановяване. Може да се извърши или с помощта на метода на нехомоложно свързване на краищата (NHEJ) или чрез хомологично насочен ремонт (HDR). И двата механизма за възстановяване се осъществяват чрез въвеждане на двуверижни прекъсвания. Това води до редактиране на гена на бозайника. По този начин в момента системата CRISPR/Cas се използва в областите на терапевтични, биомедицински, селскостопански и изследователски приложения.
Какво е RNAi?
РНК интерференцията е двуверижна РНК медиирана техника, която се използва за регулиране на генната експресия. Основното включено съединение са малки интерфериращи РНК (siRNA). SiRNA са специален тип двойноверижни РНК с 3' надвес от два нуклеотида и 5' фосфатна група. Индуцираният от РНК заглушаващ комплекс (RISC) се образува по време на РНК интерференция, която би довела до разграждане на гена, свързан към siRNA.
Фигура 02: RNAi
Процедурата на RNAi е както следва.
- Двойноверижната РНК ще бъде обработена в цитоплазмата от RNase III-тип ендорибонуклеаза, наречена Dicer, за генериране на ~21 нуклеотидни дълги siRNAs
- Трансфер на siRNA, свързан Dicer към Argonaute, с помощта на двойноверижни РНК свързващи протеини (dsRNABP).
- Свързване на Argonaute към една нишка на дуплекса (водеща нишка). Това ще измести другата нишка. Това води до цял комплекс протеин – РНК, който се нарича RISC.
- Сдвояването на RISC комплекса с едноверижна водеща РНК, свързана с Argonaute.
- Сдвояването на хомоложната РНК мишена с водещата РНК.
- Активиране на Argonaute, което води до разграждане на целевата РНК
Каква е приликата между CRISPR и RNAi?
И двете се използват като изследователски инструменти за модифициране на генната експресия
Каква е разликата между CRISPR и RNAi?
CRISPR срещу RNAi |
|
| CRISPR е механизъм за имунна защита, който наскоро беше използван за редактиране и модифициране на еукариотни гени. | RNAi е специфичен за последователността метод за заглушаване на гени чрез въвеждане на малки двойноверижни |
| Поредица за насочване | |
| Синтетичната РНК (насочваща РНК) е целевата последователност на CRISPR. | siRNA е целевата последователност на RNAi. |
| Ефективност при потискане на гените | |
| Нисък CRISPR | Високо съдържание на RNAi |
| Ефекти | |
| В CRISPR възниква нокдаун на гени. | Нокаут / заглушаване възниква в RNAi. |
Резюме – CRISPR срещу RNAi
CRISPR или Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats е естествен прокариотен имунен защитен механизъм, който наскоро беше използван за редактиране и модификация на еукариотни гени. RNAi или RNA интерференция е специфичен за последователността метод за заглушаване на гени чрез въвеждане на малка двойноверижна РНК, която медиира с нуклеинови киселини и регулира генната експресия. Това може да се приеме като основна разлика между CRISPR и RNAi. И двете техники, CRISPR/Cas и RNAi, са мощни инструменти за генни манипулации, въпреки че CRISPR/Cas със сигурност е по-добър от RNAi, тъй като може да се използва за индуциране както на вмъквания, така и на изтривания. Специфичността също е висока в системата CRISPR/Cas.
Изтеглете PDF версията на CRISPR срещу RNAi
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между CRISPR и RNAi
