Nøgleforskel – CRISPR vs RNAi
Genomredigering og genmodifikation er kommende interesseområder inden for genetik og molekylærbiologi. Genmodifikation er bredt anvendelig til genterapistudier og bruges også til at identificere genets egenskaber, genets funktionalitet og hvordan mutationer i genet kan påvirke dets funktion. Det er vigtigt at udvikle effektive og pålidelige måder at foretage præcise, målrettede ændringer i levende cellers genom. Teknikker som CRISPR og RNAi bruges til at modificere gener med høj præcision. CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats er en naturligt forekommende prokaryot immunforsvarsmekanisme, der for nylig er blevet brugt til eukaryotisk genredigering og modifikation. RNAi eller RNA-interferens er en sekvensspecifik metode til at dæmpe gener ved at introducere lille dobbeltstrenget RNA, der medierer med nukleinsyrer og regulerer genekspression. Dette er den vigtigste forskel mellem CRISPR og RNAi.
Hvad er CRISPR?
CRISPR-systemet er en naturlig mekanisme, der findes i nogle bakterier, herunder E. coli og archea. Det er en adaptiv immunbeskyttelse mod fremmed DNA-baserede invasioner. Det er en sekvensspecifik mekanisme. CRISPR-systemet indeholder flere DNA-gentagelseselementer. Disse elementer er spækket med korte "spacer"-sekvenser afledt af fremmed DNA og flere Cas-gener. Nogle af Cas-generne er nukleaser. Således omtales det komplette immunsystem som CRISPR/Cas system.
Figur 01: CRISPR/ Cas-system
CRISPR/Cas-systemet fungerer i fire trin.
- Systemet binder genetisk invaderende fag- og plasmid-DNA-segmenter (spacere) ind i CRISPR-loci (kaldet spacer-optagelsestrinnet).
- crRNA-modningstrin – Værten transskriberer og behandler CRISPR-loci for at generere modent CRISPR-RNA (crRNA), der indeholder både CRISPR-gentagelseselementer og de integrerede spacer-elementer.
- Detektion af crRNA'et – Dette lettes af komplementær baseparring. Dette er vigtigt, når en infektion er til stede, og der er et infektionsstof til stede.
- Target interferens-trin – crRNA detekterer fremmed DNA, danner et kompleks med det fremmede DNA og beskytter værten mod det fremmede DNA.
På nuværende tidspunkt bruges CRISPR/Cas-systemet til at ændre eller modificere pattedyrs genom ved enten transkriptionsundertrykkelse eller aktivering. Pattedyrscellerne kan reagere på CRISPR/Cas9-medierede DNA-brud ved at anvende reparationsmekanisme. Det kan enten udføres ved hjælp af non-homologous end joining-metoden (NHEJ) eller homologi rettet reparation (HDR). Begge disse reparationsmekanismer finder sted ved at indføre dobbeltstrengede brud. Dette resulterer i redigering af pattedyrsgenet. På nuværende tidspunkt bruges CRISPR/Cas-systemet således inden for terapeutiske, biomedicinske, landbrugs- og forskningsapplikationer.
Hvad er RNAi?
RNA-interferens er en dobbeltstrenget RNA-medieret teknik, som bruges til at regulere genekspression. Hovedforbindelsen involveret er små interfererende RNA'er (siRNA'er). siRNA'erne er en speciel type dobbeltstrengede RNA'er med et 3'-udhæng af to nukleotider og en 5'-phosphatgruppe. Det RNA-inducerede silencing-kompleks (RISC) dannes under RNA-interferens, som ville resultere i nedbrydning af genet bundet til siRNA'et.
Figur 02: RNAi
Proceduren for RNAi er som følger.
- Det dobbeltstrengede RNA vil blive behandlet i cytoplasmaet af en RNase III-type endoribonuklease kaldet Dicer for at generere ~21 nukleotid lange siRNA'er
- Overførsel af siRNA-bundet Dicer til Argonaute ved hjælp af dobbeltstrengede RNA-bindende proteiner (dsRNABP).
- Bindning af Argonaute til en streng af duplexen (styrestreng). Dette vil forskyde den anden streng. Dette resulterer i et helt protein-RNA-kompleks, som kaldes RISC.
- Parringen af RISC-komplekset med enkeltstrenget guide-RNA bundet til Argonauten.
- Parringen af det homologe RNA-mål med guide-RNA'et.
- Aktivering af Argonaute, hvilket resulterer i nedbrydning af mål-RNA'et
Hvad er ligheden mellem CRISPR og RNAi?
Begge bruges som genekspressionsmodificerende forskningsværktøjer
Hvad er forskellen mellem CRISPR og RNAi?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR er en immunforsvarsmekanisme, der for nylig er blevet brugt til eukaryotisk genredigering og modifikation. | RNAi er en sekvensspecifik metode til at dæmpe gener ved at introducere små dobbeltstrengede |
| Målretningssekvens | |
| Syntetisk RNA (guide-RNA) er målsekvensen for CRISPR. | siRNA er målretningssekvensen for RNAi. |
| Effektivitet i genundertrykkelse | |
| Lavt i CRISPR | Høj i RNAi |
| Effects | |
| Knockdown af gener forekommer i CRISPR. | Knockout/dæmpning forekommer i RNAi. |
Oversigt – CRISPR vs RNAi
CRISPR eller Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats er en naturligt forekommende prokaryot immunforsvarsmekanisme, der for nylig er blevet brugt til eukaryot genredigering og modifikation. RNAi eller RNA-interferens er en sekvensspecifik metode til at dæmpe gener ved at introducere lille dobbeltstrenget RNA, som medierer med nukleinsyrer og regulerer genekspression. Dette kan tages som den grundlæggende forskel mellem CRISPR og RNAi. Begge teknikker, CRISPR/Cas og RNAi, er kraftfulde værktøjer til genmanipulationer, selvom CRISPR/Cas bestemt er mere overlegen i forhold til RNAi, da det kan bruges til at inducere både insertioner og deletioner. Specificiteten er også høj i CRISPR/Cas-systemet.
Download PDF-versionen af CRISPR vs RNAi
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-version her Forskel mellem CRISPR og RNAi
