Peamine erinevus – CRISPR vs RNAi
Genoomi redigeerimine ja geenide modifitseerimine on geneetika ja molekulaarbioloogia tulevased huvivaldkonnad. Geeni modifitseerimine on laialdaselt rakendatav geeniteraapia uuringutes ning seda kasutatakse ka geeni omaduste, geeni funktsionaalsuse ja selle funktsioonide geenimutatsiooni mõju tuvastamiseks. Oluline on välja töötada tõhusad ja usaldusväärsed viisid elusrakkude genoomis täpsete ja sihipäraste muudatuste tegemiseks. Geenide suure täpsusega modifitseerimiseks kasutatakse selliseid meetodeid nagu CRISPR ja RNAi. CRISPR ehk Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats on looduslikult esinev prokarüootne immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja muutmiseks. RNAi või RNA interferents on järjestusspetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, sisestades väikese kaheahelalise RNA, mis vahendab nukleiinhappeid ja reguleerib geeniekspressiooni. See on peamine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel.
Mis on CRISPR?
CRISPR-süsteem on loomulik mehhanism, mis esineb mõnedes bakterites, sealhulgas E. coli ja archea. See on adaptiivne immuunkaitse võõra DNA-l põhineva invasiooni vastu. See on järjestusespetsiifiline mehhanism. CRISPR-süsteem sisaldab mitmeid DNA korduselemente. Need elemendid on põimitud lühikeste "spaistri" järjestustega, mis on tuletatud võõrast DNA-st ja mitmest Cas-geenist. Mõned Cas geenid on nukleaasid. Seega nimetatakse täielikku immuunsüsteemi CRISPR/Cas süsteemiks.
Joonis 01: CRISPR/Cas-süsteem
CRISPR/Cas-süsteem toimib neljas etapis.
- Süsteem seob geneetiliselt sissetungivad faagi ja plasmiidse DNA segmendid (vahetükid) CRISPR lookustesse (nimetatakse speisseri omandamise etapiks).
- crRNA küpsemise etapp – peremeesorganism transkribeerib ja töötleb CRISPR lookusi, et luua küps CRISPR RNA (crRNA), mis sisaldab nii CRISPR korduselemente kui ka integreeritud speisserelemente.
- crRNA tuvastamine – seda hõlbustab komplementaarne aluste sidumine. See on oluline, kui esineb infektsioon ja nakkustekitaja.
- Sihtmärgi sekkumise samm – crRNA tuvastab võõr-DNA, moodustab võõr-DNA-ga kompleksi ja kaitseb peremeesorganismi võõr-DNA eest.
Praegu kasutatakse CRISPR/Cas süsteemi imetajate genoomi muutmiseks või modifitseerimiseks kas transkriptsiooni represseerimise või aktiveerimise teel. Imetajarakud võivad reageerida CRISPR / Cas9 vahendatud DNA katkestustele, võttes kasutusele parandusmehhanismi. Seda saab teha kas mittehomoloogilise otste ühendamise meetodi (NHEJ) või homoloogiaga suunatud parandamise (HDR) abil. Mõlemad parandusmehhanismid toimuvad kaheahelaliste katkestuste sisseviimisega. Selle tulemuseks on imetaja geeni redigeerimine. Seega kasutatakse praegu CRISPR/Cas süsteemi terapeutilistes, biomeditsiinilistes, põllumajanduslikes ja teaduslikes rakendustes.
Mis on RNAi?
RNA interferents on kaheahelaline RNA-vahendatud tehnika, mida kasutatakse geeniekspressiooni reguleerimiseks. Peamine ühend on väikesed segavad RNA-d (siRNA-d). SiRNA-d on eritüüpi kaheahelalised RNA-d, millel on kahe nukleotiidi 3' üleulatuv osa ja 5' fosfaatrühm. RNA indutseeritud vaigistamiskompleks (RISC) moodustub RNA interferentsi ajal, mille tulemuseks on siRNA-ga seotud geeni lagunemine.
Joonis 02: RNAi
RNAi protseduur on järgmine.
- Kaheahelalist RNA-d töödeldakse tsütoplasmas RNaasi III-tüüpi endoribonukleaasiga nimega Dicer, et genereerida ~21 nukleotiidi pikkused siRNA-d
- SiRNA-ga seotud Diceri ülekandmine Argonaute'ile kaheahelaliste RNA-d siduvate valkude (dsRNABP) abil.
- Argonaute'i sidumine dupleksi ühe ahelaga (juhtkiud). See nihutab teise ahela. Selle tulemuseks on terve valgu-RNA kompleks, mida nimetatakse RISC-ks.
- RISC kompleksi sidumine üheahelalise juht-RNA-ga, mis on seotud argonautiga.
- Homoloogilise RNA sihtmärgi sidumine juht-RNA-ga.
- Argonaute'i aktiveerimine, mille tulemuseks on siht-RNA lagunemine
Mis on CRISPRi ja RNAi sarnasus?
Mõlemat kasutatakse geeniekspressiooni muutvate uurimisvahenditena
Mis vahe on CRISPR-il ja RNAi-l?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR on immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja muutmiseks. | RNAi on järjestusespetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, lisades väikese kaheahelalise |
| Sihtimise järjestus | |
| Sünteetiline RNA (juht-RNA) on CRISPR-i sihtjärjestus. | siRNA on RNAi sihtjärjestus. |
| Geeni supressiooni tõhusus | |
| Madal CRISPRis | RNAi kõrgelt |
| Efektid | |
| CRISPR-is toimub geenide hävitamine. | Knockout / vaigistamine toimub RNAi-s. |
Kokkuvõte – CRISPR vs RNAi
CRISPR ehk Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats on looduslikult esinev prokarüootne immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja muutmiseks. RNAi või RNA interferents on järjestusspetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, sisestades väikese kaheahelalise RNA, mis vahendab nukleiinhappeid ja reguleerib geeniekspressiooni. Seda võib pidada peamiseks erinevuseks CRISPRi ja RNAi vahel. Mõlemad tehnikad, CRISPR/Cas ja RNAi, on võimsad vahendid geenide manipuleerimiseks, kuigi CRISPR/Cas on kindlasti parem kui RNAi, kuna seda saab kasutada nii insertsioonide kui ka deletsioonide esilekutsumiseks. Spetsiifilisus on kõrge ka CRISPR/Cas süsteemis.
Laadige alla CRISPR vs RNAi PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Laadige PDF-versioon alla siit. Erinevus CRISPR-i ja RNAi vahel
