Erinevus CRISPRi ja RNAi vahel

Võti Erinevus - CRISPR vs RNAi
 

Geenivaramu redigeerimine ja geenide modifitseerimine on tulevased huvivaldkonnad geneetikas ja molekulaarbioloogias. Geenimodifikatsioonid on laialdaselt rakendatavad geeniteraapia uuringutes ja seda kasutatakse ka geeni omaduste, geeni funktsionaalsuse ja geeni mutatsioonide tuvastamiseks, kuidas geeni mutatsioonid võivad selle funktsiooni mõjutada. Oluline on välja töötada tõhusad ja usaldusväärsed viisid, kuidas elusate rakkude genoomis täpseid ja sihipäraseid muudatusi teha. Geenide ülitäpseks modifitseerimiseks kasutatakse selliseid tehnikaid nagu CRISPR ja RNAi. CRISPR ehk rühmitatud regulaarselt vahelduv lühike palindroomne kordus on looduslikult esinev prokarüootiline immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja modifitseerimiseks. RNAi või RNA interferents on järjestusspetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, sisestades väikese kaheahelalise RNA, mis vahendab nukleiinhappeid ja reguleerib geeniekspressiooni. See on võtme erinevus CRISPRi ja RNAi vahel.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on CRISPR?
3. Mis on RNAi
4. CRISPRi ja RNAi sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - CRISPR vs RNAi tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on CRISPR??

CRISPR-süsteem on looduslik mehhanism, mis esineb mõnedes bakterites, sealhulgas E. coli ja arhea. See on adaptiivne immuunkaitse võõraste DNA-l põhinevate sissetungide vastu. See on jadaspetsiifiline mehhanism. CRISPR-süsteem sisaldab mitut DNA korduvat elementi. Need elemendid on põimitud võõrasest DNA-st ja mitmest Cas-geenist tuletatud lühikeste “spacer” -järjestustega. Mõned Cas geenid on nukleaasid. Seega nimetatakse kogu immuunsussüsteemi CRISPR / Cas süsteemiks.

Joonis 01: CRISPR / Cas süsteem

CRISPR / Cas süsteem funktsioneerib neljas etapis.

1. Süsteem lõastab geneetiliselt sissetungivad faagi ja plasmiidi DNA segmendid (vahetükid) CRISPR lookusteks (nimetatakse vaheühendite hankimise etapiks)..
2. crRNA küpsemise etapp - peremeesorganism transkribeerib ja töötleb CRISPR lookuseid, et genereerida küps CRISPR RNA (crRNA), mis sisaldavad nii CRISPR korduvaid elemente kui ka integreeritud vahedetaile.
3. CrRNA tuvastamine - seda soodustab komplementaarsed aluste sidumine. See on oluline nakkuse ja nakkusetekitaja olemasolul.
4. Sihtinterferentsi etapp - crRNA tuvastab võõra DNA, moodustab võõra DNA-ga kompleksi ja kaitseb peremeesorganismi võõra DNA eest.

Praegu kasutatakse CRISPR / Cas süsteemi imetajate genoomi muutmiseks või modifitseerimiseks kas transkriptsiooni repressioonide või aktiveerimise teel. Imetajarakud saavad reageerida CRISPR / Cas9 vahendatud DNA katkemisele, rakendades parandamismehhanismi. Seda saab teha kas mittehomoloogse lõppühendusmeetodi (NHEJ) või homoloogia suunatud parandamise (HDR) abil. Mõlemad remondimehhanismid toimuvad kaheahelaliste katkestuste sisseviimisega. Selle tulemuseks on imetaja geeni redigeerimine. Seega kasutatakse CRISPR / Cas süsteemi praegu terapeutiliste, biomeditsiiniliste, põllumajanduse ja teadusuuringute valdkonnas.

Mis on RNAi?

RNA interferents on kaheahelaline RNA vahendatud tehnika, mida kasutatakse geeniekspressiooni reguleerimiseks. Peamine kaasatud ühend on väikesed segavad RNA-d (siRNA-d). SiRNA-d on eriliik kaheahelalised RNA-d, millel on kaks nukleotiidi 3 'ja 5' fosfaatrühm. RNA interferentsi ajal moodustub RNA indutseeritud summutuskompleks (RISC), mille tulemuseks on siRNA-ga seotud geeni lagunemine.

Joonis 02: RNAi

RNAi protseduur on järgmine.

1. Kaheahelalist RNA-d töödeldakse tsütoplasmas RNaasi III tüüpi endoribonukleaasi abil, mida nimetatakse Diceriks, et tekitada ~ 21 nukleotiidi pikkust siRNA-d
2. SiRNA-ga seotud Diceri ülekandmine Argonaute kaheahelaliste RNA-d siduvate valkude (dsRNABP) abil.
3. Argonaute seondumine dupleksi ühe ahelaga (suunav ahel). See tõrjub teise ahela. Selle tulemuseks on terve valgu-RNA kompleks, mida nimetatakse RISC-ks.
4. RISC kompleksi sidumine Argonautega seotud üheahelalise juhend-RNA-ga.
5. Homoloogse RNA sihtmärgi sidumine suunava RNA-ga.
6. Argonaute aktiveerimine, mille tulemuseks on siht-RNA lagunemine

Milline on CRISPRi ja RNAi sarnasus?

• Mõlemat kasutatakse geeniekspressiooni modifitseerivate uurimisvahenditena

Mis vahe on CRISPR-il ja RNAi-l??

CRISPR vs RNAi
CRISPR on immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja modifitseerimiseks.	RNAi on järjestusspetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, sisestades väikesed kaheahelalised
Sihtimisjärjestus
Sünteetiline RNA (suunav RNA) on CRISPR sihtjärjestus.	siRNA on RNAi sihtjärjestus.
Tõhusus geenide mahasurumisel
Madal CRISPRis	Kõrge RNAi
Efektid
Geenide mahavõtmine toimub CRISPR-is.	Koputus / vaigistamine toimub RNAi-s.

Kokkuvõte - CRISPR vs RNAi

CRISPR või Rühmitatud regulaarselt vaheldumisi lühikesi palindroomseid kordusi See on looduslikult esinev prokarüootne immuunkaitsemehhanism, mida on hiljuti kasutatud eukarüootsete geenide redigeerimiseks ja modifitseerimiseks. RNAi või RNA sekkumine "Järjestusspetsiifiline meetod geenide vaigistamiseks, sisestades väikese kaheahelalise RNA, mis vahendab nukleiinhappeid ja reguleerib geeniekspressiooni. Seda võib võtta põhierinevusena CRISPRi ja RNAi vahel. Mõlemad meetodid, CRISPR / Cas ja RNAi, on võimsad tööriistad geenimanipulatsiooniks, ehkki CRISPR / Cas on kindlasti RNAi-st parem, kuna seda saab kasutada nii sisestuste kui ka deletsioonide esilekutsumiseks. Spetsiifilisus on CRISPR / Cas süsteemis samuti kõrge.

Laadige alla CRISPR vs RNAi PDF-versioon

Selle artikli PDF-versiooni saate alla laadida ja seda võrguühenduseta otstarbel kasutada tsitaatide märkuse kohaselt. Laadige alla PDF-versioon siit. Erinevus CRISPRi ja RNAi vahel 

Viide:

1.Biolabs, Uus-Inglismaa. “CRISPR / Cas9 ja sihtotstarbeline genoomi redigeerimine: uus ajastu molekulaarbioloogias.” CRISPR / Cas9 ja sihtotstarbeline genoomi redigeerimine: uus ajastu molekulaarbioloogias | NEB. Juurdepääs 22. septembril 2017. Saadaval siin 
2. “RNA interferents (RNAi).” Riiklik biotehnoloogiaalane teabekeskus, USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu. Juurdepääs 22. septembril 2017. Saadaval siin
3.Unniyampurath, Unnikrishnan jt. “RNA sekkumine CRISPRi ajastul: kas CRISPR segab RNAi?” Rahvusvaheline molekulaarteaduste ajakiri, MDPI, märts 2016. Juurdepääs 22. septembril 2017. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1.CtSkennerton - CRISPRi puutumatuse staadiumid - Enda töö, (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu 
2. "RNAi-lihtsustatud" - seda joonist kohandab Matzke, MA, Matzke AJM - ühe joonise on kohandanud Matzke, MA, Matzke AJM (2004) Uue paradigma seemnete istutamine. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) Comons Wikimedia kaudu