Ключевое различие между ZFN TALEN и CRISPR заключается в том, что ZFN представляет собой искусственный метод редактирования генов, основанный на нуклеазах цинковых пальцев, состоящих из домена цинковых пальцев и эндонуклеазного домена Fok1. Между тем, TALEN - это искусственный метод редактирования генов, основанный на слитых белках, состоящих из бактериального белка TALE и эндонуклеазы Fok1, а CRISPR - природный механизм защиты бактерий на основе РНК, который управляется двумя типами РНК и ассоциированными белками Cas.
Инструменты редактирования генов основаны на сконструированных нуклеазах, состоящих из доменов связывания, специфичных для последовательности, и модулей неспецифического расщепления ДНК. ZFN, TALEN и CRISPR - это три типа методов редактирования генов. ZEN и TALEN - это искусственные системы, а CRISPR - естественная система, встречающаяся в бактериях. Все три системы распознают последовательности и расщепляют ДНК-мишень. Нуклеазы цинковых пальцев состоят из домена цинковых пальцев и эндонуклеазы Fok1. TALEN состоят из бактериального белка TALE и эндонуклеазы Fok1. CRISPR состоит из двух РНК (трансактивирующей crРНК и одной направляющей РНК).
Что такое ZFN?
ZFN - это инструмент для редактирования генов, основанный на нуклеазах с цинковыми пальцами. Нуклеазы цинковых пальцев представляют собой химерные нуклеазы, состоящие из ДНК-связывающих доменов, специфичных к последовательности, и неспецифических доменов, расщепляющих ДНК, из эндонуклеазы рестрикции FokI. Это искусственная технология редактирования генома, которая позволяет проводить широкий спектр генных модификаций, вызывая двухцепочечные разрывы в ДНК.
Рисунок 01: ZFN
ZFN является важным инструментом при внесении целенаправленных изменений в растения и некоторые виды сельскохозяйственных культур. Это позволяет придать растениям ценные черты. Кроме того, ZFN обладает терапевтическим потенциалом, поскольку он способен выполнять точную генетическую модификацию для эффективного устранения симптомов.
Что такое ТАЛЕН?
Нуклеазы, подобные активаторам транскрипции (TALEN) - это инструмент редактирования генов, основанный на химерных нуклеазах, подобных ZFN. Это также искусственная технология редактирования генома. TALEN индуцирует модификацию генов, индуцируя двухцепочечные разрывы в ДНК. TALEN состоят из специфичных для последовательности ДНК-связывающих доменов, слитых с модулем неспецифического расщепления ДНК. Следовательно, он имеет домены расщепления FokI и ДНК-связывающие домены, полученные из белков TALE.
Рисунок 02: TALEN
Белки TALE встречаются в природе в бактериях рода Xanthomonas. Эти белки содержат ДНК-связывающие домены, состоящие из серии повторяющихся доменов из 33-35 аминокислот. Одним из основных преимуществ TALEN по сравнению с ZFN является то, что специфичность связывания ДНК-связывающего домена может быть изменена в TALEN путем модификации 33-34 аминокислотных повторов.
Что такое CRISPR?
CRISPR расшифровывается как Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. Это природный защитный механизм, основанный на РНК, реализуемый бактериями. По сути, это механизм редактирования генома, используемый специально против вирусов. Вирус или чужеродный захватчик могут активировать эту систему у бактерий. CRISPR работает вместе с CRISPR-ассоциированным белком (Cas9).
CRISPR состоит из двух РНК: трансактивирующей crРНК и одной направляющей РНК. Следовательно, распознавание CRISPR зависит от обеих этих РНК. Когда вирусная ДНК проникает в бактериальную клетку, локус CRISPR продуцирует направляющую РНК, которая сопровождает белки Cas для достижения и связывания с вирусной ДНК и расщепления в определенном месте. Как только вирусная ДНК расщепляется, она становится неактивной из-за молчания патогенной ДНК. Следовательно, система CRISPR захватывает, расщепляет и инактивирует вирусы с помощью белков Cas.
Рисунок 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 используется как система редактирования генома. Это новейшая технология. Эта технология очень проста, эффективна и экономична по сравнению с другими методами редактирования генома. По сравнению с ZFN и TALEN, система CRISPR/Cas9 является эффективным инструментом для вызывания целевых изменений генома.
Каковы сходства между ZFN TALEN и CRISPR?
- ZFN, TALEN и CRISPR - это методы редактирования генов.
- Все три инструмента будут многообещающими методами коррекции генетических причин многих заболеваний.
- Однако они демонстрируют ограничения в нацеливании, несовершенной специфичности и нацеливании на гены.
- Все три системы могут индуцировать двухцепочечные разрывы.
В чем разница между ZFN TALEN и CRISPR?
ZFN - это метод редактирования генов, основанный на нуклеазах цинковых пальцев, в то время как TALEN - это метод редактирования генов, основанный на слитых белках, состоящих из бактериального белка TALE и эндонуклеазы Fok1, а CRISPR - это естественный механизм защиты бактерий на основе РНК, который управляется двумя типами РНК и ассоциированными белками Cas. Итак, в этом ключевое отличие ZFN TALEN от CRISPR.
В приведенной ниже инфографике перечислены различия между ZFN TALEN и CRISPR в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – ZFN против TALEN против CRISPR
ZFN, TALEN и CRISPR - это технологии редактирования генов. CRISPR - это новейшая технология, демонстрирующая лучшую эффективность, осуществимость и многоцелевое клиническое применение. И ZFN, и TALEN - это искусственные инструменты, созданные человеком, а CRISPR - это защитный механизм бактерий. И ZFN, и TALEN представляют собой сконструированные нуклеазы. CRISPR состоит из двух типов РНК, связанных с белками Cas. Таким образом, это краткое изложение различий между ZFN TALEN и CRISPR.
