Rozdíl mezi CRISPR a RNAi

Klíč Rozdíl - CRISPR vs RNAi
 

Úpravy genomu a modifikace genů jsou nadcházející oblasti zájmu v genetice a molekulární biologii. Genová modifikace je široce použitelná pro studie genové terapie a používá se také k identifikaci vlastností genu, funkčnosti genu a toho, jak by mutace v genu mohly ovlivnit jeho funkci. Je důležité vyvinout účinné a spolehlivé způsoby, jak provádět přesné a cílené změny genomu živých buněk. K modifikaci genů s vysokou přesností se používají techniky jako CRISPR a RNAi. CRISPR nebo Clustered pravidelně interspaced krátké palindromic repeats je přirozeně se vyskytující prokaryotický imunitní obranný mechanismus, který byl nedávno použit pro editaci a modifikaci eukaryotických genů. RNAi nebo RNA interference je metoda specifická pro sekvenci umlčení genů zavedením malé dvouřetězcové RNA, která zprostředkovává nukleové kyseliny a reguluje expresi genu. To je klíčový rozdíl mezi CRISPR a RNAi.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je CRISPR
3. Co je RNAi
4. Podobnosti mezi CRISPR a RNAi
5. Porovnání vedle sebe - CRISPR vs RNAi v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je CRISPR?

Systém CRISPR je přirozený mechanismus přítomný u některých bakterií včetně E-coli a archea. Jedná se o adaptivní imunitní ochranu proti invazi cizí DNA. Je to mechanismus specifický pro sekvenci. Systém CRISPR obsahuje několik prvků opakování DNA. Tyto prvky jsou rozptýleny s krátkými „spacer“ sekvencemi odvozenými od cizí DNA a více Cas genů. Některé z genů Cas jsou nukleázy. Úplný imunitní systém se tedy označuje jako systém CRISPR / Cas.

Obrázek 01: Systém CRISPR / Cas

Systém CRISPR / Cas funguje ve čtyřech krocích.

1. Systém geneticky sváže invazi segmentů fágové a plazmidové DNA (spacerů) do lokusů CRISPR (nazývá se krok akvizice spacerů).
2. krok zrání crRNA - Hostitel přepisuje a zpracovává lokusy CRISPR, aby vytvořil zralou CRISPR RNA (crRNA) obsahující jak opakující se prvky CRISPR, tak integrované distanční prvky.
3. Detekce crRNA - To je usnadněno komplementárním párováním bází. To je důležité, pokud je přítomna infekce a je přítomna infekční látka.
4. Cílový interferenční krok - crRNA detekuje cizí DNA, tvoří komplex s cizí DNA a chrání hostitele před cizí DNA.

V současné době se systém CRISPR / Cas používá ke změně nebo úpravě savčího genomu buď represí transkripce nebo aktivací. Savčí buňky mohou reagovat na zlomky DNA zprostředkované CRISPR / Cas9 přijetím opravného mechanismu. Lze to provést pomocí nehomologní metody spojování koncových bodů (NHEJ) nebo homologicky řízené opravy (HDR). Oba tyto opravné mechanismy probíhají zavedením dvouvláknových zlomů. To má za následek editaci savčího genu. Systém CRISPR / Cas se tak v současné době používá v oborech terapeutických, biomedicínských, zemědělských a výzkumných aplikací.

Co je RNAi?

Interference RNA je dvouvláknová technika zprostředkovaná RNA, která se používá k regulaci genové exprese. Hlavní zahrnutou sloučeninou jsou malé interferující RNA (siRNA). SiRNA jsou speciální typ dvouvláknových RNA s 3 'převisem dvou nukleotidů a 5' fosfátovou skupinou. RNA-indukovaný umlčovací komplex (RISC) je tvořen během RNA interference, což by mělo za následek degradaci genu navázaného na siRNA.

Obrázek 02: RNAi

Postup RNAi je následující.

1. Dvouvláknová RNA bude zpracována v cytoplazmě endoribonukleázou typu RNase III zvanou Dicer, aby se vytvořilo ~ 21 nukleotidových dlouhých siRNA
2. Přenos Dicer vázaného na siRNA na Argonaute pomocí dvouvláknových proteinů vázajících RNA (dsRNABP).
3. Vazba Argonaute na jeden řetězec duplexu (vodící řetězec). Tím dojde k přemístění druhého řetězce. Výsledkem je komplex protein - RNA, který se nazývá RISC.
4. Párování komplexu RISC s jednovláknovou vodící RNA se navázalo na Argonaute.
5. Párování homologního cíle RNA s naváděcí RNA.
6. Aktivace Argonaute vede k degradaci cílové RNA

Jaká je podobnost mezi CRISPR a RNAi?

• Oba jsou používány jako výzkumné nástroje modifikující genovou expresi

Jaký je rozdíl mezi CRISPR a RNAi?

CRISPR vs RNAi
CRISPR je mechanismus imunitní obrany, který byl nedávno použit pro editaci a modifikaci eukaryotických genů.	RNAi je sekvenčně specifická metoda pro umlčení genů zavedením malých dvouvláknových
Cílová sekvence
Syntetická RNA (průvodce RNA) je cílená sekvence CRISPR.	siRNA je cílená sekvence RNAi.
Účinnost v potlačení genů
Nízké CRISPR	Vysoký RNAi
Efekty
Ke snížení genů dochází v CRISPR.	V RNAi dochází k vyřazení / umlčení.

Shrnutí - CRISPR vs RNAi

CRISPR nebo Clustered pravidelně interspaced krátké palindromic opakuje je přirozeně se vyskytující prokaryotický imunitní obranný mechanismus, který byl nedávno použit pro editaci a modifikaci eukaryotických genů. RNAi nebo RNA interference je sekvenčně specifická metoda pro umlčení genů zavedením malé dvouřetězcové RNA, která zprostředkovává nukleové kyseliny a reguluje genovou expresi. To lze považovat za základní rozdíl mezi CRISPR a RNAi. Obě techniky, CRISPR / Cas a RNAi, jsou výkonnými nástroji pro manipulaci s genem, i když CRISPR / Cas je určitě lepší než RNAi, protože může být použit k vyvolání inzercí i delecí. Specifičnost je také vysoká v systému CRISPR / Cas.

Stáhněte si PDF verzi CRISPR vs RNAi

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi CRISPR a RNAi 

Odkaz:

1.Biolabs, Nová Anglie. „CRISPR / Cas9 a cílené úpravy genomu: nová éra v molekulární biologii.“ CRISPR / Cas9 a cílené úpravy genomu: nová éra v molekulární biologii NEB. Přístup k 22. září 2017. K dispozici zde 
2. „Interference RNA (RNAi).“ Národní centrum pro biotechnologické informace, Národní lékařská knihovna USA. Přístup k 22. září 2017. K dispozici zde
3. Uniyampurath, Unnikrishnan, et al. "Interference RNA ve věku CRISPR: Bude CRISPR interferovat s RNAi?" International Journal of Molecular Sciences, MDPI, březen 2016. Přístup k 22. září 2017. K dispozici zde

Obrázek se svolením:

1. "Fáze imunity CRISPR" - CtSkennerton - vlastní práce, (CC BY-SA 4.0) prostřednictvím Commons Wikimedia 
2.'RNAi-zjednodušený'By Tento obrázek je upraven z jednoho Matzke MA, Matzke AJM - Tento obrázek je upraven z jednoho Matzke MA, Matzke AJM (2004) Výsadba semen nového paradigmatu. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) prostřednictvím Comons Wikimedia