Avainero – CRISPR vs RNAi
Genomien muokkaaminen ja geenien muuntaminen ovat tulevia genetiikan ja molekyylibiologian kiinnostavia aloja. Geenimuuntelu soveltuu laajasti geeniterapiatutkimuksiin ja sitä käytetään myös tunnistamaan geenin ominaisuuksia, geenin toimivuutta ja sitä, miten geenin mutaatiot voivat vaikuttaa sen toimintaan. On tärkeää kehittää tehokkaita ja luotettavia tapoja tehdä tarkkoja, kohdennettuja muutoksia elävien solujen genomiin. Geenien muuntamiseen suurella tarkkuudella käytetään tekniikoita, kuten CRISPR ja RNAi. CRISPR tai Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats on luonnossa esiintyvä prokaryoottinen immuunipuolustusmekanismi, jota on äskettäin käytetty eukaryoottisten geenien muokkaamiseen ja muokkaamiseen. RNAi tai RNA-interferenssi on sekvenssispesifinen menetelmä geenien hiljentämiseksi lisäämällä pientä kaksijuosteista RNA:ta, joka välittää nukleiinihappoja ja säätelee geenien ilmentymistä. Tämä on avainero CRISPR:n ja RNAi:n välillä.
Mikä on CRISPR?
CRISPR-järjestelmä on luonnollinen mekanismi, jota esiintyy joissakin bakteereissa, mukaan lukien E. coli ja archea. Se on adaptiivinen immuunisuoja vieraita DNA-pohjaisia tunkeutumisia vastaan. Se on sekvenssispesifinen mekanismi. CRISPR-järjestelmä sisältää useita DNA-toistoelementtejä. Nämä elementit ovat välissä lyhyiden "välikesekvenssien" kanssa, jotka ovat peräisin vieraasta DNA:sta ja useista Cas-geeneistä. Jotkut Cas-geeneistä ovat nukleaaseja. Siten koko immuunijärjestelmää kutsutaan CRISPR/Cas-järjestelmäksi.
Kuva 01: CRISPR/Cas-järjestelmä
CRISPR/Cas-järjestelmä toimii neljässä vaiheessa.
- Järjestelmä kytkee geneettisesti tunkeutuvia faagi- ja plasmidi-DNA-segmenttejä (välikappaleita) CRISPR-lokuksiin (kutsutaan välikappaleen hankintavaiheeksi).
- crRNA:n kypsymisvaihe – Isäntä transkriptoi ja prosessoi CRISPR-lokuksia kypsän CRISPR-RNA:n (crRNA) muodostamiseksi, joka sisältää sekä CRISPR-toistoelementtejä että integroituja välielementtejä.
- crRNA:n havaitseminen – Tätä helpottaa komplementaarinen emäspariutuminen. Tämä on tärkeää, kun on olemassa infektio ja tartunnanaiheuttaja.
- Kohdehäiriövaihe – crRNA havaitsee vieraan DNA:n, muodostaa kompleksin vieraan DNA:n kanssa ja suojaa isäntää viera alta DNA:lta.
Tällä hetkellä CRISPR/Cas-järjestelmää käytetään muuttamaan tai muokkaamaan nisäkkään genomia joko transkription repression tai aktivoinnin avulla. Nisäkässolut voivat reagoida CRISPR/Cas9-välitteisiin DNA-katkoihin ottamalla käyttöön korjausmekanismin. Se voidaan tehdä joko ei-homologisella pääteliitosmenetelmällä (NHEJ) tai homologiaohjatulla korjauksella (HDR). Molemmat korjausmekanismit tapahtuvat ottamalla käyttöön kaksisäikeisiä katkoja. Tämä johtaa nisäkäsgeenin muokkaamiseen. Näin ollen tällä hetkellä CRISPR/Cas-järjestelmää käytetään terapeuttisissa, biolääketieteellisissä, maatalous- ja tutkimussovelluksissa.
Mikä on RNAi?
RNA-interferenssi on kaksijuosteinen RNA-välitteinen tekniikka, jota käytetään säätelemään geenien ilmentymistä. Pääasiallinen yhdiste on pienet häiritsevät RNA:t (siRNA:t). SiRNA:t ovat erikoistyyppisiä kaksijuosteisia RNA:ita, joissa on 3' kahden nukleotidin ulkonema ja 5' fosfaattiryhmä. RNA-indusoitu vaimennuskompleksi (RISC) muodostuu RNA-häiriön aikana, mikä johtaisi siRNA:han sitoutuneen geenin hajoamiseen.
Kuva 02: RNAi
RNAi:n menettely on seuraava.
- Kaksijuosteista RNA:ta prosessoi sytoplasmassa RNaasi III -tyypin endoribonukleaasi, nimeltään Dicer, noin 21 nukleotidin pituisten siRNA:iden tuottamiseksi
- SiRNA:n siirto Diceriin Argonauteen kaksijuosteisten RNA:ta sitovien proteiinien (dsRNABP) avulla.
- Argonauten sitoutuminen dupleksin yhteen säikeeseen (ohjaussäie). Tämä syrjäyttää toisen säikeen. Tämä johtaa kokonaiseen proteiini-RNA-kompleksiin, jota kutsutaan nimellä RISC.
- RISC-kompleksin parittaminen argonauteen sitoutuneen yksijuosteisen ohjaus-RNA:n kanssa.
- Homologisen RNA-kohteen parittaminen ohjaavan RNA:n kanssa.
- Argonauten aktivointi, mikä johtaa kohde-RNA:n hajoamiseen
Mikä on samank altaisuus CRISPR:n ja RNAi:n välillä?
Molempia käytetään geenin ilmentymistä muokkaavina tutkimusvälineinä
Mitä eroa on CRISPR:n ja RNAi:n välillä?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR on immuunipuolustusmekanismi, jota on viime aikoina käytetty eukaryoottisten geenien muokkaamiseen ja muokkaamiseen. | RNAi on sekvenssispesifinen menetelmä geenien hiljentämiseksi ottamalla käyttöön pieniä kaksijuosteisia |
| Kohdistusjärjestys | |
| Synteettinen RNA (ohjaus-RNA) on CRISPR:n kohdesekvenssi. | siRNA on RNAi:n kohdesekvenssi. |
| Geenisuppression tehokkuus | |
| Alhainen CRISPR | Huippu RNAi:ssa |
| Efektit | |
| CRISPR:ssä tapahtuu geenien tuhoutuminen. | Knockout / hiljentäminen tapahtuu RNAi:ssa. |
Yhteenveto – CRISPR vs RNAi
CRISPR eli Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats on luonnossa esiintyvä prokaryoottinen immuunipuolustusmekanismi, jota on äskettäin käytetty eukaryoottisten geenien muokkaamiseen ja muokkaamiseen. RNAi tai RNA-interferenssi on sekvenssispesifinen menetelmä geenien hiljentämiseksi lisäämällä pientä kaksijuosteista RNA:ta, joka välittää nukleiinihappoja ja säätelee geenien ilmentymistä. Tätä voidaan pitää peruserona CRISPR:n ja RNAi:n välillä. Molemmat tekniikat, CRISPR/Cas ja RNAi, ovat tehokkaita työkaluja geenimanipulaatioon, vaikka CRISPR/Cas on varmasti parempi kuin RNAi, koska sitä voidaan käyttää sekä insertioiden että deleetioiden indusoimiseen. Spesifisyys on korkea myös CRISPR/Cas-järjestelmässä.
Lataa CRISPR vs RNAi PDF-versio
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. Ero CRISPR:n ja RNAi:n välillä
