Verschil tussen CRISPR en RNAi

Sleutel Verschil - CRISPR vs RNAi
 

Genome editing en genmodificatie zijn opkomende interessegebieden in de genetica en moleculaire biologie. Genmodificatie is breed toepasbaar voor gentherapieonderzoeken en wordt ook gebruikt om de eigenschappen van het gen, de functionaliteit van het gen en de manier waarop mutaties in het gen de functie ervan kunnen beïnvloeden, te identificeren. Het is belangrijk om efficiënte en betrouwbare manieren te ontwikkelen om nauwkeurige, gerichte veranderingen aan te brengen in het genoom van levende cellen. Technieken zoals CRISPR en RNAi worden gebruikt om genen met hoge precisie te modificeren. CRISPR of geclusterd regelmatig ondervertegenwoordigd Korte palindrome herhalingen zijn een van nature voorkomend prokaryoot immuunafweermechanisme dat recent is gebruikt voor bewerking en modificatie van eukaryote genen. RNAi- of RNA-interferentie is een sequentiespecifieke methode om genen te doen zwijgen door het introduceren van klein dubbelstrengs RNA dat medieert met nucleïnezuren en genexpressie reguleert. Dit is de belangrijk verschil tussen CRISPR en RNAi.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is CRISPR
3. Wat is RNAi
4. Overeenkomsten tussen CRISPR en RNAi
5. Vergelijking zij aan zij - CRISPR vs RNAi in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is CRISPR?

Het CRISPR-systeem is een natuurlijk mechanisme dat aanwezig is in sommige bacteriën, waaronder E coli en archea. Het is een adaptieve immuunbescherming tegen invasies op basis van vreemd DNA. Het is een sequentiespecifiek mechanisme. Het CRISPR-systeem bevat verschillende DNA-herhalingselementen. Deze elementen worden afgewisseld met korte "spacer" -sequenties die zijn afgeleid van vreemd DNA en meerdere Cas-genen. Sommige van de Cas-genen zijn nucleasen. Aldus wordt het complete immuunsysteem CRISPR / Cas-systeem genoemd.

Afbeelding 01: CRISPR / Cas-systeem

De CRISPR / Cas-systeem functies in vier stappen.

1. Het systeem bindt genetische binnendringende faag- en plasmide-DNA-segmenten (spacers) in CRISPR-loci (de spacer-acquisitiestap genoemd).
2. crRNA-rijpingstap - De gastheer transcrioit en verwerkt CRISPR-loci om volwassen CRISPR-RNA te genereren (crRNA) met zowel CRISPR-herhalingselementen en de geïntegreerde afstandselementen.
3. Detectie van het crRNA - dit wordt mogelijk gemaakt door complementaire baseparing. Dit is belangrijk wanneer een infectie aanwezig is en er een infectieus agens aanwezig is.
4. Target interferentie stap - crRNA detecteert vreemd DNA, vormt een complex met het vreemde DNA en beschermt de gastheer tegen het vreemde DNA.

Op dit moment wordt het CRISPR / Cas-systeem gebruikt om zoogdiergenoom te veranderen of te modificeren door transcriptierepressie of activering. De zoogdiercellen kunnen reageren op CRISPR / Cas9-gemedieerde DNA-breuken door een reparatiemechanisme aan te nemen. Het kan worden gedaan met behulp van niet-homologe eindverbindingsmethode (NHEJ) of homologie gerichte reparatie (HDR). Beide reparatiemechanismen vinden plaats door het introduceren van dubbelstrengige breuken. Dit resulteert in het bewerken van het zoogdiergen. Op dit moment wordt CRISPR / Cas-systeem gebruikt op het gebied van therapeutische, biomedische, landbouwkundige en onderzoekstoepassingen.

Wat is RNAi?

RNA-interferentie is een dubbelstrengs RNA-gemedieerde techniek, die wordt gebruikt voor het reguleren van genexpressie. De belangrijkste betrokken verbinding is kleine interfererende RNA's (siRNA's). De siRNA's zijn een speciaal type dubbelstrengige RNA's met een 3'-overhang van twee nucleotiden en een 5'-fosfaatgroep. Het door RNA geïnduceerde silencing-complex (RISC) wordt gevormd tijdens RNA-interferentie die zou resulteren in de afbraak van het gen dat aan het siRNA is gebonden.

Figuur 02: RNAi

De procedure van de RNAi is als volgt.

1. Het dubbelstrengige RNA zal worden verwerkt in het cytoplasma door een RNase III-type endoribonuclease genaamd Dicer om ~ 21 nucleotide lange siRNA's te genereren
2. Overdracht van siRNA gebonden Dicer naar Argonaute, met behulp van dubbelstrengs RNA-bindende eiwitten (dsRNABP).
3. Binding van Argonaute aan één streng van de duplex (geleidedraad). Dit verplaatst de andere streng. Dit resulteert in een volledig eiwit - RNA-complex dat RISC wordt genoemd.
4. De koppeling van het RISC-complex met enkelstrengig gids-RNA bond aan de Argonaute.
5. Het paren van het homologe RNA-doelwit met het gids-RNA.
6. Activatie van Argonaute resulterend in de afbraak van het doelwit-RNA

Wat is de gelijkenis tussen CRISPR en RNAi?

• Beide worden gebruikt als genexpressie-modificerende onderzoekstools

Wat is het verschil tussen CRISPR en RNAi?

CRISPR versus RNAi
CRISPR is een immuunafweermechanisme dat recent is gebruikt voor bewerking en modificatie van eukaryote genen.	RNAi is een sequentiespecifieke methode om genen stil te houden door het introduceren van kleine dubbelstrengs
Richten op volgorde
Synthetisch RNA (gids-RNA) is de richtsequentie van CRISPR.	siRNA is de richtsequentie van RNAi.
Efficiëntie bij genonderdrukking
Laag in CRISPR	Hoog in RNAi
Bijwerkingen
Knockdown van genen vindt plaats in CRISPR.	Knockout / silencing vindt plaats in RNAi.

Samenvatting - CRISPR versus RNAi

CRISPR of Geclusterd regelmatig kortgesloten korte palindrome herhalingen is een van nature voorkomend prokaryoot immuunafweermechanisme dat recent is gebruikt voor bewerking en modificatie van eukaryote genen. RNAi of RNA-interferentie is een sequentiespecifieke methode om genen te zwijgen door het introduceren van klein dubbelstrengs RNA dat medieert met nucleïnezuren en genexpressie reguleert. Dit kan worden beschouwd als het fundamentele verschil tussen CRISPR en RNAi. Beide technieken, CRISPR / Cas en RNAi, zijn krachtige hulpmiddelen voor genmanipulaties, hoewel CRISPR / Cas zeker superieur is aan RNAi omdat het kan worden gebruikt om zowel inserties als deleties te induceren. De specificiteit is ook hoog in CRISPR / Cas-systeem.

Download de PDF-versie van CRISPR vs RNAi

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden, zoals per citaatnotitie. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen CRISPR en RNAi 

Referentie:

1.Biolabs, New England. "CRISPR / Cas9 en gerichte genoombewerking: een nieuw tijdperk in de moleculaire biologie." CRISPR / Cas9 en gerichte genoombewerking: een nieuw tijdperk in moleculaire biologie | NEB. Betreden 22 september 2017. Beschikbaar Hier 
2. "RNA-interferentie (RNAi)." Nationaal centrum voor biotechnologische informatie, Amerikaanse National Library of Medicine. Betreden 22 september 2017. Beschikbaar Hier
3.Unniyampurath, Unnikrishnan, et al. "RNA-interferentie in het tijdperk van CRISPR: zal CRISPR interfereren met RNAi?" International Journal of Molecular Sciences, MDPI, maart 2016. Toegang tot 22 september 2017. Beschikbaar Hier

Afbeelding met dank aan:

1.'De stadia van CRISPR-immuniteit'door CtSkennerton - Eigen werk, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 
2.'RNAi-vereenvoudigd'Door deze figuur is er een aangepast door Matzke MA, Matzke AJM - Dit figuur is aangepast van een door Matzke MA, Matzke AJM (2004) Planting the Seeds of a New Paradigm. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) via Komt Wikimedia