Peamine erinevus ZFN TALENi ja CRISPRi vahel on see, et ZFN on inimese loodud geenide redigeerimise tehnika, mis põhineb tsingi sõrme nukleaasidel, mis koosnevad tsingi sõrme domeenist ja Fok1 endonukleaasi domeenist. Samal ajal on TALEN inimese loodud geenide redigeerimise tehnika, mis põhineb sulandvalkudel, mis koosnevad bakteriaalsest TALE-valgust ja Fok1 endonukleaasist, ning CRISPR on looduslik RNA-l põhinev bakteriaalne kaitsemehhanism, mida juhivad kahte tüüpi RNA-d ja nendega seotud Cas-valgud.
Geeni redigeerimise tööriistad põhinevad konstrueeritud nukleaasidel, mis koosnevad järjestusspetsiifilistest sidumisdomeenidest ja mittespetsiifilistest DNA lõhustamismoodulitest. ZFN, TALEN ja CRISPR on kolme tüüpi geenide redigeerimise tehnikad. ZEN ja TALEN on inimese loodud süsteemid, samas kui CRISPR on bakterites esinev looduslik süsteem. Kõik kolm süsteemi tunnevad ära järjestused ja lõhustavad sihtmärk-DNA. Tsingisõrme nukleaasid koosnevad tsingi sõrme domeenist ja Fok1 endonukleaasist. TALEN-id koosnevad bakteriaalsest TALE-valgust ja Fok1 endonukleaasist. CRISPR koosneb kahest RNA-st (trans-aktiveeriv crRNA ja üks juht-RNA).
Mis on ZFN?
ZFN on tsink-sõrme nukleaasidel põhinev geenide redigeerimise tööriist. Tsingisõrme nukleaasid on kimäärsed nukleaasid, mis koosnevad järjestus-spetsiifilistest DNA-d siduvatest domeenidest ja mittespetsiifilistest DNA-d lõikavatest domeenidest FokI restriktsiooniendonukleaasist. See on inimese loodud genoomi redigeerimise tehnoloogia, mis võimaldab DNA-s kaheahelalisi katkestusi esile kutsudes mitmesuguseid geenimodifikatsioone.
Joonis 01: ZFN
ZFN on oluline tööriist taimede ja mitmete põllukultuuride liikide sihipäraste muudatuste sisseviimisel. See võimaldab lisada taimedesse väärtuslikke omadusi. Lisaks on ZFN-il terapeutiline potentsiaal, kuna see suudab sümptomite tõhusaks kõrvaldamiseks teostada täpset geneetilist modifikatsiooni.
Mis on TALEN?
Transkriptsiooni aktivaatorilaadsed nukleaasid (TALEN) on geenide redigeerimise tööriist, mis põhineb ZFN-iga sarnastel kimäärsetel nukleaasidel. See on ka inimese loodud genoomi redigeerimise tehnoloogia. TALEN kutsub esile geenimodifikatsiooni, kutsudes esile kaheahelalisi katkestusi DNA-s. TALEN-id koosnevad järjestus-spetsiifilistest DNA-d siduvatest domeenidest, mis on liidetud mittespetsiifilise DNA lõhustamismooduliga. Seetõttu on sellel TALE valkudest tuletatud FokI lõhustamisdomeenid ja DNA-d siduvad domeenid.
Joonis 02: TALEN
TALE valgud esinevad looduslikult bakterite perekonnas Xanthomonas. Need valgud sisaldavad DNA-d siduvaid domeene, mis koosnevad 33-35 aminohappe kordusdomeeni seeriast. Üks TALENi peamisi eeliseid ZFN-i ees on see, et DNA sidumisdomeeni seondumisspetsiifilisust saab TALENis muuta, muutes 33–34 aminohappe kordusi.
Mis on CRISPR?
CRISPR tähistab rühmitatud reguleerivaid interspaced lühikesi palindroomseid kordusi. See on looduslik RNA-l põhinev kaitsemehhanism, mida rakendatakse bakterites. Tegelikult on see genoomi redigeerimise mehhanism, mida kasutatakse eriti viiruste vastu. Viirus või võõras sissetungija võib selle süsteemi bakterites aktiveerida. CRISPR töötab koos CRISPR-iga seotud valguga (Cas9).
CRISPR koosneb kahest RNA-st: trans-aktiveerivast crRNA-st ja ühest juht-RNA-st. Seetõttu sõltub CRISPR-i äratundmine mõlemast RNA-st. Kui viiruse DNA siseneb bakterirakku, toodab CRISPR lookus juht-RNA-d, mis saadab Cas-valgud, et jõuda ja seonduda viiruse DNA-ga ning lõhustuda kindlas kohas. Kui viiruse DNA on lõhustunud, muutub see patogeense DNA vaigistamise tõttu passiivseks. Seega püüab CRISPR-süsteem Cas-valkude abil kinni, lõhustab ja inaktiveerib viiruseid.
Joonis 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 kasutatakse genoomi redigeerimissüsteemina. Tegemist on uuema tehnoloogiaga. See tehnoloogia on teiste genoomi redigeerimise tehnikatega võrreldes väga lihtne, tõhus ja kuluefektiivne. Võrreldes ZFN-i ja TALEN-iga on CRISPR/Cas9 süsteem tõhus vahend suunatud genoomimuutuste esilekutsumiseks.
Millised on ZFN TALENi ja CRISPRi sarnasused?
- ZFN, TALEN ja CRISPR on geenide redigeerimise tehnikad.
- Kõik kolm vahendit on paljulubavad tehnikad paljude haiguste geneetiliste põhjuste parandamiseks.
- Siiski on neil sihtimisel piiranguid, ebatäiuslikku spetsiifilisust ja geenisihtimist.
- Kõik kolm süsteemi võivad esile kutsuda kaheahelalisi katkestusi.
Mis vahe on ZFN TALENil ja CRISPRil?
ZFN on geenide redigeerimise tehnika, mis põhineb tsink-sõrme nukleaasidel, samas kui TALEN on geenide redigeerimise tehnika, mis põhineb sulandvalkudel, mis koosnevad bakteriaalsest TALE-valgust ja Fok1 endonukleaasist, ning CRISPR on loomulik RNA-põhine bakteriaalne kaitsemehhanism, mida juhitakse. kahte tüüpi RNA ja sellega seotud Cas-valkude poolt. Niisiis, see on peamine erinevus ZFN TALENi ja CRISPRi vahel.
Allpool olev infograafik loetleb kõrvuti võrdlemiseks tabelina erinevused ZFN TALENi ja CRISPRi vahel.
Kokkuvõte – ZFN vs TALEN vs CRISPR
ZFN, TALEN ja CRISPR on geenide redigeerimise tehnoloogiad. CRISPR on hiljutine tehnoloogia, mis näitab paremat tõhusust, teostatavust ja mitmeotstarbelist kliinilist rakendust. Nii ZFN kui ka TALEN on tehistööriistad, samas kui CRISPR on bakterite kaitsemehhanism. Nii ZFN kui ka TALEN on konstrueeritud nukleaasid. CRISPR koosneb kahest RNA tüübist, mis seostuvad Cas-valkudega. Seega on see ZFN TALENi ja CRISPRi erinevuse kokkuvõte.
