Nøkkelforskjell – CRISPR vs RNAi
Genomredigering og genmodifisering er kommende interessefelt innen genetikk og molekylærbiologi. Genmodifikasjon er allment anvendelig for genterapistudier og brukes også til å identifisere egenskapene til genet, funksjonaliteten til genet og hvordan mutasjoner i genet kan påvirke dets funksjon. Det er viktig å utvikle effektive og pålitelige måter å gjøre presise, målrettede endringer i genomet til levende celler. Teknikker som CRISPR og RNAi brukes til å modifisere gener med høy presisjon. CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats er en naturlig forekommende prokaryot immunforsvarsmekanisme som nylig har blitt brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon. RNAi eller RNA-interferens er en sekvensspesifikk metode for å dempe gener ved å introdusere små dobbelttrådet RNA som medierer med nukleinsyrer og regulerer genuttrykk. Dette er hovedforskjellen mellom CRISPR og RNAi.
Hva er CRISPR?
CRISPR-systemet er en naturlig mekanisme som finnes i noen bakterier, inkludert E. coli og archea. Det er en adaptiv immunbeskyttelse mot fremmed DNA-baserte invasjoner. Det er en sekvensspesifikk mekanisme. CRISPR-systemet inneholder flere DNA-gjentakende elementer. Disse elementene er ispedd korte "spacer"-sekvenser avledet fra fremmed DNA og flere Cas-gener. Noen av Cas-genene er nukleaser. Dermed blir hele immunsystemet referert til som CRISPR/Cas-systemet.
Figur 01: CRISPR/ Cas-system
CRISPR/Cas-systemet fungerer i fire trinn.
- Systemet kobler genetisk invaderende fag- og plasmid-DNA-segmenter (spacere) inn i CRISPR-loci (k alt spacer-innsamlingstrinnet).
- crRNA-modningstrinn – Verten transkriberer og behandler CRISPR-loci for å generere modent CRISPR-RNA (crRNA) som inneholder både CRISPR-gjentatte elementer og de integrerte spacer-elementene.
- Deteksjon av crRNA – Dette forenkles av komplementær baseparing. Dette er viktig når en infeksjon er tilstede og et smittestoff er tilstede.
- Trinn for målinterferens – crRNA oppdager fremmed DNA, danner et kompleks med det fremmede DNAet og beskytter verten mot det fremmede DNA.
For tiden brukes CRISPR/Cas-systemet til å endre eller modifisere pattedyrgenom ved enten transkripsjonsundertrykkelse eller aktivering. Pattedyrcellene kan reagere på CRISPR/Cas9-medierte DNA-brudd ved å ta i bruk reparasjonsmekanismer. Det kan enten gjøres ved hjelp av ikke-homolog endesammenføyningsmetode (NHEJ) eller homologi rettet reparasjon (HDR). Begge disse reparasjonsmekanismene finner sted ved å introdusere dobbelttrådede brudd. Dette resulterer i redigering av pattedyrgenet. For tiden brukes derfor CRISPR/Cas-systemet innen terapeutiske, biomedisinske, landbruks- og forskningsapplikasjoner.
Hva er RNAi?
RNA-interferens er en dobbelttrådet RNA-mediert teknikk, som brukes til å regulere genuttrykk. Hovedforbindelsen som er involvert er små interfererende RNA-er (siRNA-er). SiRNA-ene er en spesiell type dobbelttrådet RNA-er med et 3'-overheng av to nukleotider og en 5'-fosfatgruppe. Det RNA-induserte silencing-komplekset (RISC) dannes under RNA-interferens som vil resultere i nedbrytning av genet bundet til siRNA.
Figur 02: RNAi
Prosedyren for RNAi er som følger.
- Det dobbelttrådete RNA vil bli behandlet i cytoplasmaet av en RNase III-type endoribonuklease k alt Dicer for å generere ~21 nukleotider lange siRNAer
- Overføring av siRNA-bundet Dicer til Argonaute, ved hjelp av dobbelttrådede RNA-bindende proteiner (dsRNABP).
- Binding av Argonaute til den ene tråden av dupleksen (guidestreng). Dette vil forskyve den andre tråden. Dette resulterer i et helt protein-RNA-kompleks som kalles RISC.
- Parringen av RISC-komplekset med enkelttrådet guide-RNA bundet til Argonauten.
- Parringen av det homologe RNA-målet med guide-RNA'et.
- Aktivering av Argonaute som resulterer i degradering av mål-RNA
Hva er likheten mellom CRISPR og RNAi?
Begge brukes som genuttrykksmodifiserende forskningsverktøy
Hva er forskjellen mellom CRISPR og RNAi?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR er en immunforsvarsmekanisme som nylig har blitt brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon. | RNAi er en sekvensspesifikk metode for å dempe gener ved å introdusere små dobbelttrådede |
| Målrettingssekvens | |
| Syntetisk RNA (guide-RNA) er målrettingssekvensen til CRISPR. | siRNA er målrettingssekvensen til RNAi. |
| Effektivitet i genundertrykkelse | |
| Low in CRISPR | Høy i RNAi |
| Effects | |
| Knockdown av gener skjer i CRISPR. | Knockout / lyddemping forekommer i RNAi. |
Sammendrag – CRISPR vs RNAi
CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats er en naturlig forekommende prokaryot immunforsvarsmekanisme som nylig har blitt brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon. RNAi eller RNA-interferens er en sekvensspesifikk metode for å dempe gener ved å introdusere små dobbelttrådet RNA som medierer med nukleinsyrer og regulerer genuttrykk. Dette kan tas som den grunnleggende forskjellen mellom CRISPR og RNAi. Begge teknikkene, CRISPR/Cas og RNAi, er kraftige verktøy for genmanipulasjoner, selv om CRISPR/Cas absolutt er mer overlegen RNAi da den kan brukes til å indusere både innsettinger og slettinger. Spesifisiteten er også høy i CRISPR/Cas-systemet.
Last ned PDF-versjonen av CRISPR vs RNAi
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom CRISPR og RNAi
