The peamine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel on see CRISPR osaleb geeni väljalülitamises, samas kui RNAi osaleb geenide koputamises. Lisaks häirib CRISPR DNA järjestust, samas kui RNAi häirib mRNA-d.
CRISPR ja RNAi on kahe tüüpi meetodid, mida kasutatakse geeni vaigistamisel erinevat tüüpi biotehnoloogilistes katsetes.
Kaetud peamised valdkonnad
1. Mis on CRISPR
- Mõiste, mehhanism, tähtsus
2. Mis on RNAi
- Mõiste, mehhanism, tähtsus
3. Millised on sarnasused CRISPRi ja RNAi vahel
- Ühiste omaduste ülevaade
4. Mis on erinevus CRISPRi ja RNAi vahel
- peamiste erinevuste võrdlus
Võtmesõnad
CRISPR, Gene Knockdown, Gene Knockdown, Gene Silencing, RNAi
Mis on CRISPR
CRISPR (rühmitati regulaarselt vahelduvaid lühikesi palindroomseid kordusi) on DNA järjestuste perekond, mis looduslikult esineb prokarüootide, sealhulgas bakterite genoomis. Need kordused pärinevad viirustest, mis nakatavad prokarüoote. Seetõttu saab neid kasutada sarnaste DNA järjestuste äratundmiseks, hävitades sarnaste DNA järjestuste viirused järgnevates infektsioonides. Seega muutub CRISPR prokarüootides viirusevastaseks kaitsesüsteemiks. Siin kasutab ensüüm, mida tuntakse kui Cas9 (CRISPR-ga seotud valk 9), CRISPR-i kui juhtjärjestust, et tunnustada komplementaarseid ahelaid ja seejärel lõhustab komplementaarse järjestuse.
Joonis 1: CRISPR-Cas9 kui molekulaarne tööriist tutvustab sihtotstarbelisi kaheahelalisi DNA katkestusi
CRISPR-Cas9 süsteemi kasutatakse siiski genoomide redigeerimise vahendina biotehnoloogiliste toodete arendamiseks ja geneetiliste häirete raviks. Siin muudab protsess geneetilist koodi, mille tulemuseks on geenide koputamine. See vaigistab pidevalt geeni, kõrvaldades täielikult selle funktsiooni. Selleks kasutatakse saidipõhiseid 20 nukleotiidi, üksiku juhi RNA (sgRNA), et tuvastada ja tuua Cas9 sihtmärgiks. Seejärel lõikab Cas9 DNA mõlemad otsad, mille tulemuseks on kaheahelaline paus.
Joonis 2: CRISPER-Cas9 genoomide redigeerimine
Seejärel saab kaks ahelat uuesti ühendada kas homoloogse lõppühendusega (NHEJ) või homoloogse rekombinatsiooniga (HR), et sisestada doonori DNA nende kahe otsa vahele. Nii NHEJ kui ka HR põhjustavad geenide koputamise.
Mis on RNAi
RNAi (RNA interferents) on bioloogiline protsess, mis reguleerib geeniekspressiooni transkriptsioonijärgsel tasemel degradeeriva sihtmärk-mRNA kaudu. See on üks levinumaid lähenemisviise geeni funktsiooni uurimiseks pöördgeneetikas. Siin on protsessis osalevate väikeste RNA molekulide kaks peamist tüüpi mikro-RNA (miRNA) ja väike interfereeriv RNA (siRNA). Teine väike RNA vorm, mis on seotud RNAi-ga, imiteerides miRNA funktsiooni, on lühike juuksenõela RNA (shRNA). Siiski tuleb shRNA-d süsteemi sisestada kunstlikult manustamise süsteemide kaudu. Nii miRNA kui ka shRNA moodustavad kaheahelalise RNA hübridisatsiooni sihtmärk-mRNA-ga, mis on komplementaarne väikese RNA järjestusega.
Joonis 3: RNAi
Seejärel seondub RNA duplexiga ensüüm, mis on tuntud kui Dicer, lõhustades selle väikesteks kaheahelalisteks RNA kompleksideks 20-25 nukleotiidi pikkusega. Need väikesed kompleksid on tuntud kui siRNA, mis seondub teise kompleksiga, mille nimi on RISC (RNA-indutseeritud vaigistamise kompleks). Lõpuks lõhub RISC-i katalüütiline komponent, mida tuntakse kui Ago2 (Argonaute 2), mRNA ahelat siRNA dupleksis. Seetõttu on see protsess vastutav geeniekspressiooni inhibeerimise eest. Seetõttu on võimalik RNAi abil geenide ajutiseks RNA tasemel vaigistamiseks kasutada. Seega muutub see geenide koputamise vahendiks. Veelgi olulisem on, et funktsiooni kaotus siin on pöörduv.
CRISPRi ja RNAi sarnasused
- CRISPR ja RNAi on kaks meetodit, mida kasutatakse geeni vaigistamise katsetes biotehnoloogias.
- Nende peamine ülesanne on peatada geeniekspressioon.
- Lisaks on need olulised geenide funktsiooni uurimisel ja geneetiliste häirete ravimisel.
Erinevus CRISPRi ja RNAi vahel
Määratlus
CRISPR viitab bakterite kaitsesüsteemi tunnusele, mis moodustab CRISPR-Cas9 genoomi redigeerimise tehnoloogia aluse, samas kui RNAi viitab bioloogilisele protsessile, milles RNA molekulid inhibeerivad geeniekspressiooni või translatsiooni, neutraliseerides suunatud mRNA molekule. Seega on see põhiline erinevus CRISPRi ja RNAi vahel.
Leitud
Teine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel on see, et CRISPR-süsteem esineb loomulikult prokarüootides, samas kui RNAi esineb loomulikult paljudes eukarüootides.
Tähtsus
Kõigepealt on peamine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel see, et CRISPR on geenide koputamises osalev genoomide redigeerimise tehnoloogia, samas kui RNAi on geeniekspressiooni post-transkriptsiooni regulatsiooni vorm, mis osaleb geeniekspressiooni kukkumises.
Kohaldatavus
Lisaks on CRISPR rakendatav DNA tasemel, samas kui RNAi on rakendatav RNA tasemel. Seega on see ka erinevus CRISPRi ja RNAi vahel.
Kestus
Veelgi enam, teine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel on see, et CRISPR vaikib geene püsivalt, samas kui RNAi vaikib geene ajutiselt.
Maksumus
Samuti, kuigi CRISPER on seotud kõrge hinnaga, seostub RNAi madala hinnaga.
Tundlikkus
CRISPRi sihtmärgiks olevad toimed on väikesed, samas kui RNAi seostub sihtmärk-kõrvaltoimetega. See on ka erinevus CRISPRi ja RNAi vahel.
Järeldus
CRISPR on genoomi koputamise eest vastutav genoomi redigeerimise tööriist. See on rakendatav DNA tasemel ja toob kaasa püsiva geeni vaigistava toime. Võrdluseks, RNAi on rakumehhanism, mida kasutatakse geeniekspressiooni reguleerimiseks transkriptsioonijärgsel tasemel. Seetõttu on see rakendatav RAN tasemel ja ajutiselt lööb ära geeniekspressiooni mRNA degradeerimisel. Seetõttu on peamine erinevus CRISPRi ja RNAi vahel geeni vaigistamise mõju, mida toob iga lähenemine.
Viited:
1. Davis, E D. “TALENi või CRISPRi vastane katkestus ShrNA või SiRNA poolt.”Genecopoeia, GeneCopoeia, Inc., 2014,