Forskjellen mellom CRISPR og RNAi

Nøkkel Forskjell - CRISPR vs RNAi
 

Genomredigering og genmodifisering er kommende felt av interesse for genetikk og molekylærbiologi. Genmodifisering er allment anvendelig for genterapi-studier og brukes også til å identifisere egenskapene til genet, funksjonalitet av genet og hvordan mutasjoner i genet kan påvirke dets funksjon. Det er viktig å utvikle effektive og pålitelige måter å lage presise, målrettede endringer i genomet av levende celler. Teknikker som CRISPR og RNAi brukes til å modifisere gener med høy presisjon. CRISPR eller Clustered regelmessig interspaced Short Palindromic Repeats er en naturlig forekommende prokaryotisk immunforsvarsmekanisme som nylig har blitt brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon. RNAi eller RNA interferens er en sekvens-spesifikk metode for å tavle gener ved å introdusere lite dobbeltstrenget RNA som medierer med nukleinsyrer og regulerer genuttrykk. Dette er nøkkelforskjell mellom CRISPR og RNAi.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er CRISPR
3. Hva er RNAi
4. Likheter mellom CRISPR og RNAi
5. Sammenligning ved siden av siden - CRISPR vs RNAi i tabellform
6. Sammendrag

Hva er CRISPR?

CRISPR-systemet er en naturlig mekanisme som finnes i enkelte bakterier, inkludert E coli og arkea. Det er en adaptiv immunforsvar mot utenlandske DNA-baserte invasjoner. Det er en sekvens-spesifikk mekanisme. CRISPR-systemet inneholder flere DNA-repeteringselementer. Disse elementene er interspersed med korte "spacer" -sekvenser avledet fra fremmed DNA og flere Cas-gener. Noen av Cas-gener er nukleaser. Således er hele immunsystemet referert til som CRISPR / Cas-system.

Figur 01: CRISPR / Cas system

De CRISPR / Cas system Fungerer i fire trinn.

1. Systemet er genetisk tethering invaderende fag og plasmid DNA segmenter (spacers) inn i CRISPR loci (kalt spacer oppkjøpstrinn).
2. crRNA modningstrinn - Verten transkriberer og behandler CRISPR loci for å generere modent CRISPR RNA (crRNA) som inneholder både CRISPR-repeteringselementer og de integrerte spacerelementene.
3. Påvisning av crRNA - Dette blir lettere ved komplementær baseparing. Dette er viktig når en infeksjon er tilstede og et smittsomt middel er til stede.
4. Target interferens trinn - crRNA oppdager fremmed DNA, danner et kompleks med det fremmede DNA og beskytter verten mot det fremmede DNA.

I dag brukes CRISPR / Cas-systemet til å endre eller modifisere pattedyrgenomet ved enten transkripsjonsundertrykkelse eller aktivering. Pattedyrcellene kan reagere på CRISPR / Cas9-medierte DNA-pauser ved å vedta reparasjonsmekanisme. Det kan enten gjøres ved hjelp av en ikke-homolog sluttenforbindelsesmetode (NHEJ) eller homologertilt reparasjon (HDR). Begge disse reparasjonsmekanismer foregår ved å innføre dobbeltstrengede pauser. Dette resulterer i redigering av pattedyrgenet. Således er CRISPR / Cas-systemet i dag brukt innen terapeutiske, biomedisinske, landbruks- og forskningsapplikasjoner.

Hva er RNAi?

RNA interferens er en dobbeltstrenget RNA-mediert teknikk, som brukes til å regulere genuttrykk. Hovedforbindelsen involvert er små interfererende RNAer (siRNAer). SiRNAene er en spesiell type dobbeltstrengede RNAer med 3 'overheng av to nukleotider og en 5'-fosfatgruppe. Det RNA-induserte silkekomplekset (RISC) dannes under RNA-interferens som vil resultere i nedbrytning av genet bundet til siRNA.

Figur 02: RNAi

Prosedyren til RNAi er som følger.

1. Det dobbeltstrengede RNA vil bli behandlet i cytoplasmaet ved en endotibonuklease av typen RNase III-type kalt Dicer for å generere ~ 21 nukleotid lange siRNAer
2. Overføring av siRNA bundet Dicer til Argonaute, ved hjelp av dobbeltstrengede RNA bindende proteiner (dsRNABP).
3. Binding av Argonaute til en streng i dupleksen (styrestrengen). Dette vil forflytte den andre strengen. Dette resulterer i et helt protein-RNA-kompleks som kalles RISC.
4. Sammenkoblingen av RISC-komplekset med enkeltstrenget RNA-guide bundet til Argonaute.
5. Parring av det homologe RNA-målet med guide RNA.
6. Aktivering av Argonaute som resulterer i nedbrytning av mål-RNA

Hva er likheten mellom CRISPR og RNAi?

• Begge brukes som genuttrykk modifiserende forskningsverktøy

Hva er forskjellen mellom CRISPR og RNAi?

CRISPR vs RNAi
CRISPR er en immunforsvarsmekanisme som nylig er brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon.	RNAi er en sekvens-spesifikk metode for å tavle gener ved å introdusere små dobbeltstrengede
Målretting
Syntetisk RNA (guide RNA) er målretting av CRISPR.	siRNA er målretting av RNAi.
Effektivitet i gen-undertrykkelse
Lav i CRISPR	Høy i RNAi
effekter
Knockdown av gener oppstår i CRISPR.	Knockout / silencing forekommer i RNAi.

Sammendrag - CRISPR vs RNAi

CRISPR eller Clustert regelmessig interspaced kort palindromisk gjentakelser er en naturlig forekommende prokaryotisk immunforsvarsmekanisme som nylig har blitt brukt til eukaryotisk genredigering og modifikasjon. RNAi eller RNA interferens er en sekvens-spesifikk metode for å tavle gener ved å introdusere lite dobbeltstrenget 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 genmanipulering, selv om CRISPR / Cas er absolutt bedre enn RNAi, da det kan brukes til å indusere både innsetting og sletting. Specificiteten 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 off-line formål som per sitatnotat. Vennligst last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom CRISPR og RNAi 

Henvisning:

1.Biolabs, New England. "CRISPR / Cas9 og Targeted Genome Editing: En ny epoke i molekylærbiologi." CRISPR / Cas9 og målrettet genomredigering: En ny epoke i molekylærbiologi | NEB. Tilgang 22 september 2017. Tilgjengelig her 
2. "RNA interferens (RNAi)." Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon, U.S. National Library of Medicine. Tilgang 22 september 2017. Tilgjengelig her
3.Unniyampurath, Unnikrishnan, et al. "RNA-forstyrrelse i CRISPRs alder: Vil CRISPR forstyrre RNAi?" International Journal of Molecular Sciences, MDPI, mars 2016. Tilgang 22 september 2017. Tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1. "The stages of CRISPR immunity'By CtSkennerton - Eget arbeid, (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia 
2.RNAi-simplified'By Denne figuren er tilpasset en av Matzke MA, Matzke AJM - Denne figuren er tilpasset fra en av Matzke MA, Matzke AJM (2004) Planting the Seeds of a New Paradigm. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2,5) via Comons Wikimedia