Põhiline erinevus crRNA tracrRNA ja gRNA vahel on see, et crRNA on üks kahest CRISPRi RNA tüübist, mis on komplementaarne sihtmärk-DNA järjestusega, samas kui tracrRNA on CRISPRi teist tüüpi RNA, mis toimib Cas nukleaasi ja gRNA siduv karkass on üks kahest põhikomponendist CRISPR-Cas9 bakterite ja arheea süsteemis, mis tunneb ära sihtmärk-DNA ja suunab Cas valgud tegema kaheahelalisi katkestusi siht-DNA-s.
CRISPR tähistab rühmitatud regulaarseid vaheldumisi lühikesi palindroomseid kordusi. See on üks immuunsüsteeme bakterites ja arhees. Bakterid ja arheed kasutavad seda süsteemi, et kaitsta end viiruslike patogeenide eest. See on üks hämmastavamaid mehhanisme, mis hõlmab edukat geneetilist muundamist. Seda mehhanismi (CRISPR-Cas9) kasutatakse biotehnoloogias uudse geenide redigeerimise tööriistana. See on toonud biotehnoloogiasse uusi edusamme, eriti geenitehnoloogia valdkonnas.
CRISPR-Cas9 süsteemil on kaks põhikomponenti. Need on juht-RNA (gRNA) ja CRISPR-iga seotud (Cas) nukleaasid. Juht-RNA on spetsiifiline RNA järjestus, mis suunab Cas-valke sihtmärk-DNA-d lõikama. Juht-RNA koosneb kahte tüüpi RNA-st. Need on crispr RNA (crRNA) ja tracrRNA. CRISPR-iga seotud (Cas) nukleaasid on mittespetsiifilised endonukleaasid, mis teevad sihtmärk-DNA-s kaheahelalisi katkeid. Tehes kaheahelalisi katkestusi siht-DNA-s, suunavad bakterid ja arheed oma endogeensed parandusmehhanismid viiruse DNA inaktiveerimiseks.
Mis on crRNA?
crRNA või Crispr RNA on üks kahest juht-RNA tüübist. Struktuurselt on see 17-20 nukleotiidist koosnev järjestus. CrRNA kõige väärtuslikum omadus on see, et see on siht-DNA-ga komplementaarne. Seetõttu ühtib crRNA viiruse DNA järjestusega. CRISPR-Cas 9 süsteemi spetsiifilisus sõltub crRNA-st. Bakterites eksisteerib crRNA liidetuna tracrRNA järjestusega, mis on CRISPR RNA teist tüüpi. crRNA tootmise käivitab bakterite uuesti kokkupuude viirusega. Kokkupuutel toimub crRNA-d kodeeriva geeni transkriptsioon. Seejärel käivitub kaitsemehhanism viiruse vastu.
Joonis 01: CRISPR-Cas9 süsteem
Mis on tracrRNA?
Trans-aktiveeriv crRNA ehk tracrRNA on guideRNA ehk CRISPR RNA teine osa. Seda hääldatakse märgistus-RNA-na. tracrRNA toimib endonukleaasi Cas 9 valgu siduva karkassina. Teisisõnu, tracrRNA töötab käepidemena, mis suunab Cas9 sihtmärk-DNA poole. Struktuuriliselt on tracrRNA-l 42 nukleotiidi. See on olemas koos crRNA-ga.
Mis on gRNA?
Juhend-RNA ehk gRNA on üks CRISPR-Cas9 immuunsüsteemi kahest peamisest komponendist. See on spetsiifiline RNA järjestus, mis koosneb kahest elemendist: crRNA ja tracrRNA. gRNA tunneb ära sihtmärk-DNA ja suunab Cas-valgud tegema sihtmärk-DNA-s kaheahelalisi katkestusi. Selleks koosneb crRNA sihtmärk-DNA komplementaarsest järjestusest, samas kui tracrRNA juhib Cas-valke, mis töötavad käepidemena.
Joonis 02: gRNA
Õige gRNA kujundamine on CRISPR-Cas9 geeniredigeerimistööriista kriitiline samm. Seetõttu sõltub CRISPR-süsteemi edu ja redigeerimise efektiivsus gRNA õigest järjestusest. gRNA-d saab ekspresseerida transfekteeritud plasmiidi rakkudes. Kui kloonitud plasmiidid viiakse rakkudesse, genereerivad peremeesrakud gRNA-d. Kõige sagedamini genereeritud gRNA koosneb 100 aluspaarist.
Millised on crRNA tracrRNA ja gRNA sarnasused?
- crRNA, tracrRNA ja gRNA on RNA järjestused, mida leidub bakterites ja arhees.
- Need kõik kuuluvad CRISPR-süsteemi.
- gRNA on valmistatud crRNA-st ja tracrRNA-st.
- Nad osalevad bakteriofaagi DNA äratundmises ja endonukleaaside suunamises sihtmärk-DNA poole.
- Seega on kõik kolm RNA tüüpi seotud Cas9 nukleaasi suunamisega, et tekitada kaheahelalisi katkestusi sissetungivates võõrastes geneetilistes materjalides.
- CRISPR-i katse edu sõltub kõigist kolmest RNA tüübist.
Mis vahe on crRNA tracrRNA ja gRNA vahel?
crRNA on osa CRISPR-i gRNA-st, mis on komplementaarne siht-DNA-ga, samas kui tracrRNA on gRNA teine osa, mis toimib Cas-nukleaasi siduva karkassina.gRNA on crRNA ja tracrRNA kombinatsioon ning see on üks kahest CRISPR-Cas9 süsteemi komponendist, mis tunneb ära sihtmärk-DNA ja suunab nukleaase tegema kaheahelalisi katkestusi siht-DNA-s. Niisiis, see on peamine erinevus crRNA tracrRNA ja gRNA vahel.
Järgmine tabel võtab kokku erinevuse crRNA tracrRNA ja gRNA vahel.
Kokkuvõte – crRNA vs tracrRNA vs gRNA
CRISPR-Cas9 süsteem on bakterite ja arheide immuunsüsteem. Seda süsteemi kasutatakse biotehnoloogias geenide redigeerimise tööriistana. CRISPR koosneb kahte tüüpi RNA-st, nimelt CRISPR RNA-st (crRNA) ja transaktiveerivast CRISPR RNA-st (tracrRNA). Neid tuntakse ühiselt kui guideRNA või gRNA. See RNA tunneb ära sissetungivate patogeenide sihtjärjestused ja suunab endonukleaase, et teha sihtmärk-DNA-s kaheahelalisi katkestusi. Kui võõras geneetilises materjalis on tehtud kaheahelalised katkestused, inaktiveerib endogeenne parandusmehhanism (mittehomoloogne lõppliitmine; NHEJ) võõr-DNA mutatsioonide sisseviimisega. Seega võtab see kokku erinevuse crRNA tracrRNA ja gRNA vahel.
