nyckelskillnad – CRISPR vs RNAi
Genomredigering och genmodifiering är kommande intresseområden inom genetik och molekylärbiologi. Genmodifiering är allmänt användbar för genterapistudier och används också för att identifiera genens egenskaper, genens funktionalitet och hur mutationer i genen kan påverka dess funktion. Det är viktigt att utveckla effektiva och pålitliga sätt att göra exakta, riktade förändringar av genomet hos levande celler. Tekniker som CRISPR och RNAi används för att modifiera gener med hög precision. CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats är en naturligt förekommande prokaryot immunförsvarsmekanism som nyligen har använts för redigering och modifiering av eukaryotiska gener. RNAi eller RNA-interferens är en sekvensspecifik metod för att tysta gener genom att introducera litet dubbelsträngat RNA som medierar med nukleinsyror och reglerar genuttryck. Detta är den viktigaste skillnaden mellan CRISPR och RNAi.
Vad är CRISPR?
CRISPR-systemet är en naturlig mekanism som finns i vissa bakterier, inklusive E. coli och archea. Det är ett adaptivt immunskydd mot främmande DNA-baserade invasioner. Det är en sekvensspecifik mekanism. CRISPR-systemet innehåller flera DNA-repeterande element. Dessa element är varvat med korta "spacer"-sekvenser härledda från främmande DNA och flera Cas-gener. Några av Cas-generna är nukleaser. Således kallas hela immunförsvaret för CRISPR/Cas-systemet.
Figur 01: CRISPR/ Cas-system
CRISPR/Cas-systemet fungerar i fyra steg.
- Systemet binder genetiskt invaderande fag- och plasmid-DNA-segment (spacers) till CRISPR-loci (kallas spacer-insamlingssteget).
- crRNA-mognadssteg – Värden transkriberar och bearbetar CRISPR-loci för att generera moget CRISPR-RNA (crRNA) som innehåller både CRISPR-upprepningselement och de integrerade spacerelementen.
- Detektion av crRNA – Detta underlättas av komplementär basparning. Detta är viktigt när en infektion är närvarande och ett smittämne är närvarande.
- Målinterferenssteg – crRNA detekterar främmande DNA, bildar ett komplex med det främmande DNA:t och skyddar värden mot det främmande DNA:t.
För närvarande används CRISPR/Cas-systemet för att förändra eller modifiera däggdjursgenomet genom antingen transkriptionsrepression eller aktivering. Däggdjurscellerna kan svara på CRISPR/Cas9-medierade DNA-avbrott genom att anta reparationsmekanismer. Det kan antingen göras med hjälp av icke-homolog ändfogningsmetod (NHEJ) eller homologistyrd reparation (HDR). Båda dessa reparationsmekanismer sker genom att införa dubbelsträngade avbrott. Detta resulterar i redigering av däggdjursgenen. Således används CRISPR/Cas-systemet för närvarande inom områdena terapeutiska, biomedicinska, jordbruks- och forskningsapplikationer.
Vad är RNAi?
RNA-interferens är en dubbelsträngad RNA-medierad teknik som används för att reglera genuttryck. Den huvudsakliga föreningen som är involverad är små interfererande RNA (siRNA). siRNA är en speciell typ av dubbelsträngade RNA med ett 3' överhäng av två nukleotider och en 5' fosfatgrupp. Det RNA-inducerade tystande komplexet (RISC) bildas under RNA-interferens som skulle resultera i nedbrytning av genen bunden till siRNA.
Figur 02: RNAi
Proceduren för RNAi är som följer.
- Det dubbelsträngade RNA:t kommer att bearbetas i cytoplasman av en RNase III-typ endoribonukleas som kallas Dicer för att generera ~21 nukleotider långa siRNA
- Överföring av siRNA-bunden Dicer till Argonaute, med hjälp av dubbelsträngade RNA-bindande proteiner (dsRNABP).
- Bindning av Argonaute till en sträng av duplexet (styrsträng). Detta kommer att förskjuta den andra strängen. Detta resulterar i ett helt protein – RNA-komplex som kallas RISC.
- Parningen av RISC-komplexet med enkelsträngat guide-RNA bundet till Argonauten.
- Parningen av det homologa RNA-målet med guide-RNA:t.
- Aktivering av Argonaute som resulterar i nedbrytning av mål-RNA
Vad är likheten mellan CRISPR och RNAi?
Båda används som genuttrycksmodifierande forskningsverktyg
Vad är skillnaden mellan CRISPR och RNAi?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR är en immunförsvarsmekanism som nyligen har använts för redigering och modifiering av eukaryota gener. | RNAi är en sekvensspecifik metod för att tysta gener genom att introducera små dubbelsträngade |
| Inriktningssekvens | |
| Syntetisk RNA (guide-RNA) är målsekvensen för CRISPR. | siRNA är målsekvensen för RNAi. |
| Effektivitet i genundertryckning | |
| Låg i CRISPR | Hög i RNAi |
| Effects | |
| Nockdown av gener sker i CRISPR. | Knockout/tystnad sker i RNAi. |
Sammanfattning – CRISPR vs RNAi
CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats är en naturligt förekommande prokaryot immunförsvarsmekanism som nyligen har använts för redigering och modifiering av eukaryotiska gener. RNAi eller RNA-interferens är en sekvensspecifik metod för att tysta gener genom att introducera litet dubbelsträngat RNA som medierar med nukleinsyror och reglerar genuttryck. Detta kan ses som den grundläggande skillnaden mellan CRISPR och RNAi. Båda teknikerna, CRISPR/Cas och RNAi, är kraftfulla verktyg för genmanipulationer även om CRISPR/Cas verkligen är mer överlägsen RNAi eftersom det kan användas för att inducera både insättningar och deletioner. Specificiteten är också hög i CRISPR/Cas-systemet.
Ladda ned PDF-versionen av CRISPR vs RNAi
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan CRISPR och RNAi
