Hauptunterschied - CRISPR vs RNAi
Genomeditierung und Genmodifikation sind aufstrebende Interessensgebiete in der Genetik und Molekularbiologie. Die Genmodifikation ist für gentherapeutische Studien weit verbreitet und wird auch verwendet, um die Eigenschaften des Gens, die Funktionalität des Gens und die Auswirkungen von Mutationen im Gen auf seine Funktion zu identifizieren. Es ist wichtig, effiziente und zuverlässige Wege zu entwickeln, um das Genom lebender Zellen präzise und gezielt zu verändern. Techniken wie CRISPR und RNAi werden verwendet, um Gene mit hoher Präzision zu modifizieren. CRISPR oder Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats ist ein natürlich vorkommender prokaryotischer Immunabwehrmechanismus, der kürzlich zur Bearbeitung und Modifikation eukaryotischer Gene verwendet wurde. RNAi oder RNA-Interferenz ist eine sequenzspezifische Methode, um Gene zum Schweigen zu bringen, indem kleine doppelsträngige RNA eingeführt wird, die mit Nukleinsäuren vermittelt und die Genexpression reguliert. Dies ist der Hauptunterschied zwischen CRISPR und RNAi.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist CRISPR
? 3. Was ist RNAi?
4. Ähnlichkeiten zwischen CRISPR und RNAi.
5. Vergleich nebeneinander - CRISPR und RNAi in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist CRISPR?
Das CRISPR-System ist ein natürlicher Mechanismus, der in einigen Bakterien, einschließlich E. coli und Archea, vorhanden ist. Es ist ein adaptiver Immunschutz gegen fremde DNA-basierte Invasionen. Es ist ein sequenzspezifischer Mechanismus. Das CRISPR-System enthält mehrere DNA-Wiederholungselemente. Diese Elemente sind mit kurzen "Spacer" -Sequenzen durchsetzt, die von fremder DNA und mehreren Cas-Genen stammen. Einige der Cas-Gene sind Nukleasen. Daher wird das gesamte Immunsystem als CRISPR / Cas-System bezeichnet.
Abbildung 01: CRISPR / Cas-System
Das CRISPR / Cas-System funktioniert in vier Schritten.
- Das System bindet eindringende Phagen- und Plasmid-DNA-Segmente (Spacer) genetisch an CRISPR-Loci (als Spacer-Akquisitionsschritt bezeichnet).
- crRNA-Reifungsschritt - Der Wirt transkribiert und verarbeitet CRISPR-Loci, um reife CRISPR-RNA (crRNA) zu erzeugen, die sowohl CRISPR-Wiederholungselemente als auch die integrierten Spacer-Elemente enthält.
- Nachweis der crRNA - Dies wird durch komplementäre Basenpaarung erleichtert. Dies ist wichtig, wenn eine Infektion vorliegt und ein Infektionserreger vorhanden ist.
- Zielinterferenzschritt - crRNA erkennt fremde DNA, bildet einen Komplex mit der fremden DNA und schützt den Wirt vor der fremden DNA.
Gegenwärtig wird das CRISPR / Cas-System verwendet, um das Säugetiergenom entweder durch Transkriptionsrepression oder durch Aktivierung zu verändern oder zu modifizieren. Die Säugetierzellen können auf CRISPR / Cas9-vermittelte DNA-Brüche reagieren, indem sie einen Reparaturmechanismus anwenden. Dies kann entweder mit der nicht homologen Endverbindungsmethode (NHEJ) oder mit der homologierichteten Reparatur (HDR) erfolgen. Beide Reparaturmechanismen erfolgen durch Einführen von doppelsträngigen Brüchen. Dies führt zur Bearbeitung des Säugetiergens. Daher wird das CRISPR / Cas-System derzeit in den Bereichen therapeutische, biomedizinische, landwirtschaftliche und Forschungsanwendungen eingesetzt.
Was ist RNAi?
RNA-Interferenz ist eine doppelsträngige RNA-vermittelte Technik, die zur Regulierung der Genexpression verwendet wird. Die Hauptverbindung sind kleine interferierende RNAs (siRNAs). Die siRNAs sind ein spezieller Typ doppelsträngiger RNAs mit einem 3'-Überhang von zwei Nukleotiden und einer 5'-Phosphatgruppe. Der RNA-induzierte Silencing-Komplex (RISC) wird während der RNA-Interferenz gebildet, was zum Abbau des an die siRNA gebundenen Gens führen würde.
Abbildung 02: RNAi
Das Verfahren der RNAi ist wie folgt.
- Die doppelsträngige RNA wird im Zytoplasma von einer Endoribonuklease vom RNase III-Typ namens Dicer verarbeitet, um ~ 21 nukleotidlange siRNAs zu erzeugen
- Transfer von siRNA-gebundenem Dicer nach Argonaute mit Hilfe von doppelsträngigen RNA-Bindungsproteinen (dsRNABP).
- Bindung von Argonaute an einen Strang des Duplex (Führungsstrang). Dadurch wird der andere Strang verschoben. Dies führt zu einem gesamten Protein-RNA-Komplex, der als RISC bezeichnet wird.
- Die Paarung des RISC-Komplexes mit einzelsträngiger Leit-RNA, die an die Argonaute gebunden ist.
- Die Paarung des homologen RNA-Ziels mit der Leit-RNA.
- Aktivierung von Argonaute, was zum Abbau der Ziel-RNA führt
Was ist die Ähnlichkeit zwischen CRISPR und RNAi?
Beide werden als Genexpressionsmodifikations-Forschungsinstrumente verwendet
Was ist der Unterschied zwischen CRISPR und RNAi?
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CRISPR vs RNAi |
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| CRISPR ist ein Immunabwehrmechanismus, der kürzlich zur Bearbeitung und Modifikation eukaryotischer Gene eingesetzt wurde. | RNAi ist eine sequenzspezifische Methode, um Gene durch Einführung kleiner doppelsträngiger Gene zum Schweigen zu bringen |
| Zielsequenz | |
| Synthetische RNA (Leit-RNA) ist die Zielsequenz von CRISPR. | siRNA ist die Zielsequenz von RNAi. |
| Effizienz bei der Gensuppression | |
| Niedrig in CRISPR | Hoch in RNAi |
| Auswirkungen | |
| In CRISPR kommt es zum Abbau von Genen. | Knockout / Silencing tritt in RNAi auf. |
Zusammenfassung - CRISPR vs RNAi
CRISPR oder Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats ist ein natürlich vorkommender prokaryotischer Immunabwehrmechanismus, der kürzlich für die Bearbeitung und Modifikation eukaryotischer Gene verwendet wurde. RNAi oder RNA-Interferenz ist eine sequenzspezifische Methode, um Gene zum Schweigen zu bringen, indem kleine doppelsträngige RNA eingeführt wird, die mit Nukleinsäuren vermittelt und die Genexpression reguliert. Dies kann als grundlegender Unterschied zwischen CRISPR und RNAi angesehen werden. Beide Techniken, CRISPR / Cas und RNAi, sind leistungsstarke Werkzeuge für Genmanipulationen, obwohl CRISPR / Cas RNAi sicherlich überlegen ist, da es verwendet werden kann, um sowohl Insertionen als auch Deletionen zu induzieren. Die Spezifität ist auch im CRISPR / Cas-System hoch.
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