Ключевая разница - CRISPR и РНКи
Редактирование генома и генная модификация - новые области интереса в генетике и молекулярной биологии. Генная модификация широко применяется в исследованиях генной терапии, а также используется для определения свойств гена, функциональности гена и того, как мутации в гене могут повлиять на его функцию. Важно разработать эффективные и надежные способы внесения точных и целенаправленных изменений в геном живых клеток. Такие методы, как CRISPR и РНКи, используются для модификации генов с высокой точностью. CRISPR или короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные кластерами, представляют собой природный механизм иммунной защиты прокариот, который недавно использовался для редактирования и модификации эукариотических генов. РНК-интерференция или РНК-интерференция - это специфичный для последовательности метод подавления генов путем введения небольших двухцепочечных РНК, которые взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами и регулируют экспрессию генов. В этом ключевое различие между CRISPR и РНКи.
Что такое CRISPR?
Система CRISPR - это естественный механизм, присутствующий в некоторых бактериях, включая кишечную палочку и археи. Это адаптивная иммунная защита от вторжений на основе чужеродной ДНК. Это механизм, специфичный для последовательности. Система CRISPR содержит несколько повторяющихся элементов ДНК. Эти элементы чередуются с короткими «спейсерными» последовательностями, полученными из чужеродной ДНК и нескольких генов Cas. Некоторые из генов Cas являются нуклеазами. Таким образом, полная иммунная система называется системой CRISPR/Cas.
Рисунок 01: Система CRISPR/Cas
Система CRISPR/Cas работает в четыре этапа.
- Система генетически связывает вторгающиеся сегменты фаговой и плазмидной ДНК (спейсеры) в локусы CRISPR (это называется этапом приобретения спейсера).
- стадия созревания crРНК - хозяин транскрибирует и обрабатывает локусы CRISPR для создания зрелой РНК CRISPR (crРНК), содержащей как повторяющиеся элементы CRISPR, так и интегрированные спейсерные элементы.
- Обнаружение crРНК – этому способствует комплементарное спаривание оснований. Это важно при наличии инфекции и инфекционного агента.
- Этап целевого вмешательства – crРНК обнаруживает чужеродную ДНК, образует комплекс с чужеродной ДНК и защищает хозяина от чужеродной ДНК.
В настоящее время система CRISPR/Cas используется для изменения или модификации генома млекопитающих путем репрессии или активации транскрипции. Клетки млекопитающих могут реагировать на опосредованные CRISPR/Cas9 разрывы ДНК, применяя механизм репарации. Это можно сделать либо с помощью негомологического метода соединения концов (NHEJ), либо с помощью направленной по гомологии репарации (HDR). Оба эти механизма репарации реализуются за счет введения двухцепочечных разрывов. Это приводит к редактированию гена млекопитающего. Таким образом, в настоящее время система CRISPR/Cas используется в терапевтических, биомедицинских, сельскохозяйственных и исследовательских целях.
Что такое РНКи?
РНК-интерференция представляет собой метод, опосредованный двухцепочечной РНК, который используется для регуляции экспрессии генов. Основным вовлеченным соединением являются малые интерферирующие РНК (миРНК). siРНК представляют собой особый тип двухцепочечных РНК с 3'-выступом из двух нуклеотидов и 5'-фосфатной группой. РНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC) образуется во время РНК-интерференции, что может привести к деградации гена, связанного с миРНК.
Рисунок 02: РНКи
Процедура РНКи выглядит следующим образом.
- Двухцепочечная РНК будет процессироваться в цитоплазме эндорибонуклеазой типа РНКазы III, называемой Dicer, с образованием миРНК длиной ~21 нуклеотид
- Перенос siRNA, связанной с Dicer, на Argonaute с помощью двухцепочечных РНК-связывающих белков (dsRNABP).
- Связывание Argonaute с одной нитью дуплекса (направляющей нитью). Это сместит другую прядь. В результате образуется целый комплекс белок-РНК, который называется RISC.
- Спаривание комплекса RISC с одноцепочечной направляющей РНК, связанной с Argonaute.
- Спаривание гомологичной РНК-мишени с направляющей РНК.
- Активация Argonaute, приводящая к деградации целевой РНК
В чем сходство между CRISPR и РНКи?
Оба используются в качестве исследовательских инструментов, изменяющих экспрессию генов
В чем разница между CRISPR и РНКи?
CRISPR против РНКи |
|
| CRISPR - это механизм иммунной защиты, недавно использованный для редактирования и модификации эукариотических генов. | РНКи - это специфичный для последовательности метод подавления генов путем введения небольших двухцепочечных |
| Целевая последовательность | |
| Синтетическая РНК (направляющая РНК) - это целевая последовательность CRISPR. | siRNA – это целевая последовательность РНКи. |
| Эффективность подавления генов | |
| Низкий уровень CRISPR | Высокий уровень РНКи |
| Эффекты | |
| В CRISPR происходит нокдаун генов. | Нокаут/молчание происходит в РНКи. |
Резюме – CRISPR против РНКи
CRISPR или Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные кластерами, представляют собой природный механизм иммунной защиты прокариот, который недавно использовался для редактирования и модификации генов эукариот. РНК-интерференция или РНК-интерференция - это метод, специфичный для последовательности, для подавления генов путем введения небольших двухцепочечных РНК, которые взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами и регулируют экспрессию генов. Это можно рассматривать как основное различие между CRISPR и РНКи. Оба метода, CRISPR/Cas и РНКи, являются мощными инструментами для манипуляций с генами, хотя CRISPR/Cas, безусловно, превосходит РНКи, поскольку его можно использовать для индукции как вставок, так и делеций. Специфичность также высока в системе CRISPR/Cas.
Загрузить PDF-версию CRISPR и РНКи
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между CRISPR и RNAi
