Galvenā atšķirība - CRISPR pret RNAi
Genoma rediģēšana un gēnu modifikācijas ir tuvākās ģenētikas un molekulārās bioloģijas interešu jomas. Gēnu modifikācijas ir plaši pielietojamas gēnu terapijas pētījumos, kā arī tiek izmantotas, lai identificētu gēna īpašības, gēna funkcionalitāti un to, kā gēna mutācijas var ietekmēt tā darbību. Ir svarīgi izstrādāt efektīvus un uzticamus veidus, kā veikt precīzas, mērķtiecīgas izmaiņas dzīvo šūnu genomā. Lai modificētu gēnus ar augstu precizitāti, tiek izmantotas tādas metodes kā CRISPR un RNAi. CRISPR jeb Clustered Regularly Interspaced Short palindromic Repeats ir dabiski sastopams prokariotu imūnās aizsardzības mehānisms, kas nesen tika izmantots eikariotu gēnu rediģēšanai un modificēšanai. RNSi vai RNS traucējumi ir secībai specifiska metode gēnu apklusināšanai, ieviešot mazu divpavedienu RNS, kas mediē ar nukleīnskābēm un regulē gēnu ekspresiju. Šī ir galvenā atšķirība starp CRISPR un RNAi.
Kas ir CRISPR?
CRISPR sistēma ir dabisks mehānisms, kas atrodas dažās baktērijās, tostarp E. coli un archea. Tā ir adaptīva imūnaizsardzība pret svešas DNS iebrukumiem. Tas ir secībai specifisks mehānisms. CRISPR sistēma satur vairākus DNS atkārtojuma elementus. Šie elementi ir mijas ar īsām "starplikas" sekvencēm, kas iegūtas no svešas DNS un vairākiem Cas gēniem. Daži no Cas gēniem ir nukleāzes. Tādējādi visa imūnsistēma tiek saukta par CRISPR/Cas sistēmu.
Attēls 01: CRISPR/Cas sistēma
CRISPR/Cas sistēma darbojas četrās darbībās.
- Sistēma ģenētiski piesaista iebrūkošos fāgu un plazmīdu DNS segmentus (starplikas) CRISPR lokos (saukta par starplikas iegūšanas soli).
- crRNS nogatavināšanas posms - saimniekdators pārraksta un apstrādā CRISPR lokusus, lai ģenerētu nobriedušu CRISPR RNS (crRNS), kas satur gan CRISPR atkārtojuma elementus, gan integrētos starplikas elementus.
- crRNS noteikšana - to veicina komplementāra bāzes savienošana pārī. Tas ir svarīgi, ja ir infekcija un infekcijas izraisītājs.
- Mērķa iejaukšanās solis – crRNS nosaka svešu DNS, veido kompleksu ar svešo DNS un aizsargā saimniekorganismu pret svešu DNS.
Pašlaik CRISPR/Cas sistēma tiek izmantota, lai mainītu vai modificētu zīdītāju genomu, izmantojot transkripcijas represijas vai aktivizēšanu. Zīdītāju šūnas var reaģēt uz CRISPR / Cas9 izraisītiem DNS pārtraukumiem, pieņemot labošanas mehānismu. To var veikt, izmantojot nehomoloģisko galu savienošanas metodi (NHEJ) vai homoloģiju vērstu remontu (HDR). Abi šie remonta mehānismi tiek veikti, ieviešot divkāršus pārtraukumus. Tā rezultātā tiek rediģēts zīdītāju gēns. Tādējādi šobrīd CRISPR/Cas sistēma tiek izmantota ārstniecības, biomedicīnas, lauksaimniecības un pētniecības jomās.
Kas ir RNAi?
RNS iejaukšanās ir divpavedienu RNS mediēta tehnika, ko izmanto gēnu ekspresijas regulēšanai. Galvenais iesaistītais savienojums ir mazas traucējošas RNS (siRNS). SiRNS ir īpašs divpavedienu RNS veids ar divu nukleotīdu 3' pārkari un 5' fosfātu grupu. RNS inducētais trokšņa slāpēšanas komplekss (RISC) veidojas RNS traucējumu laikā, kas izraisītu ar siRNS saistītā gēna degradāciju.
2. attēls: RNAi
RNSi procedūra ir šāda.
- Divpavedienu RNS citoplazmā apstrādās ar RNāzes III tipa endoribonukleāzi, ko sauc par Dicer, lai radītu ~21 nukleotīdu garas siRNS
- SiRNS saistītā Dicer pārnešana uz Argonaute, izmantojot divpavedienu RNS saistošos proteīnus (dsRNABP).
- Argonaute saistīšana ar vienu dupleksa šķipsnu (vadošās daļas). Tas pārvietos otru daļu. Tā rezultātā veidojas vesels proteīna – RNS komplekss, ko sauc par RISC.
- RISC kompleksa savienošana pārī ar vienpavedienu vadošo RNS, kas saistīta ar argonautu.
- Homologa RNS mērķa savienošana pārī ar virzošo RNS.
- Argonaute aktivizēšana, kā rezultātā tiek degradēta mērķa RNS
Kāda ir līdzība starp CRISPR un RNAi?
Abus izmanto kā gēnu ekspresiju modificējošus pētniecības rīkus
Kāda ir atšķirība starp CRISPR un RNAi?
CRISPR pret RNAi |
|
| CRISPR ir imūnās aizsardzības mehānisms, kas nesen tika izmantots eikariotu gēnu rediģēšanai un modificēšanai. | RNAi ir secībai specifiska metode gēnu apklusināšanai, ieviešot mazu divpavedienu |
| Mērķauditorijas atlases secība | |
| Sintētiskā RNS (vadošā RNS) ir CRISPR mērķa secība. | siRNA ir RNAi mērķauditorijas atlases secība. |
| Gēnu nomākšanas efektivitāte | |
| Zems CRISPR | Augsts RNAi |
| Efekti | |
| CRISPR notiek gēnu nojaukšana. | RNSi notiek nokauts/klusēšana. |
Kopsavilkums - CRISPR pret RNAi
CRISPR jeb Clustered Regularly Interspaced Short palindromic Repeats ir dabiski sastopams prokariotu imūnās aizsardzības mehānisms, kas nesen tika izmantots eikariotu gēnu rediģēšanai un modificēšanai. RNSi vai RNS traucējumi ir secībai specifiska metode gēnu apklusināšanai, ievadot mazu divpavedienu RNS, kas mediē ar nukleīnskābēm un regulē gēnu ekspresiju. To var uzskatīt par galveno atšķirību starp CRISPR un RNAi. Abas metodes, CRISPR/Cas un RNAi, ir spēcīgi rīki gēnu manipulācijām, lai gan CRISPR/Cas noteikti ir labāks par RNSi, jo to var izmantot gan ievietošanas, gan dzēšanas ierosināšanai. Specifiskums ir augsts arī CRISPR/Cas sistēmā.
Lejupielādēt CRISPR vs RNAi PDF versiju
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit Atšķirība starp CRISPR un RNAi
