Unterschied zwischen CRISPR und RNAi

Schlüssel Unterschied - CRISPR gegen RNAi
 

Die Bearbeitung von Genomen und die Modifizierung von Genen sind aufkommende Interessensgebiete der Genetik und Molekularbiologie. Genmodifizierung ist weit verbreitet für Gentherapiestudien und wird auch verwendet, um die Eigenschaften des Gens, die Funktionalität des Gens und die Auswirkungen von Mutationen im Gen auf seine Funktion zu ermitteln. Es ist wichtig, effiziente und zuverlässige Methoden zu entwickeln, um präzise und zielgerichtete Änderungen am Genom lebender Zellen vorzunehmen. Techniken wie CRISPR und RNAi werden verwendet, um Gene mit hoher Präzision zu modifizieren. CRISPR oder regelmäßig gruppiert mit kurzen Zwischenräumen Palindromic Repeats ist ein natürlich vorkommender prokaryotischer Immunabwehrmechanismus, der kürzlich für die Bearbeitung und Modifikation von eukaryotischen Genen verwendet wurde. RNAi oder RNA-Interferenz ist eine sequenzspezifische Methode zum Stummschalten von Genen, indem kleine doppelsträngige RNA eingeführt wird, die mit Nukleinsäuren vermittelt und die Genexpression reguliert. Dies ist das Hauptunterschied zwischen CRISPR und RNAi.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist CRISPR?
3. Was ist RNAi?
4. Ähnlichkeiten zwischen CRISPR und RNAi
5. Side-by-Side-Vergleich - CRISPR vs. RNAi in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist CRISPR??

Das CRISPR-System ist ein natürlicher Mechanismus, der in einigen Bakterien einschließlich enthalten ist E coli und archea. 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 Funktionen in vier Schritten.

1. Das System bindet genetisch in eindringende Phagen- und Plasmid-DNA-Segmente (Spacer) in CRISPR-Loci (als Spacer-Aufnahmeschritt bezeichnet)..
2. crRNA-Reifungsschritt - Der Wirt transkribiert und verarbeitet CRISPR-Loci zur Erzeugung reifer CRISPR-RNA (crRNA), das sowohl CRISPR-Wiederholelemente als auch die integrierten Abstandselemente enthält.
3. Nachweis der crRNA - Dies wird durch die komplementäre Basenpaarung erleichtert. Dies ist wichtig, wenn eine Infektion vorliegt und ein Infektionserreger vorliegt.
4. Zielinterferenzschritt - crRNA erkennt fremde DNA, bildet mit der fremden DNA einen Komplex und schützt den Wirt vor fremder DNA.

Derzeit wird das CRISPR / Cas-System verwendet, um das Säugetiergenom entweder durch Transkriptionsrepression oder -aktivierung zu verändern oder zu modifizieren. Die Säugetierzellen können durch den Reparaturmechanismus auf CRISPR / Cas9-vermittelte DNA-Brüche reagieren. Dies kann entweder mit einer nicht homologen Endverbindungsmethode (NHEJ) oder mit homologierter gerichteter Reparatur (HDR) erfolgen. Beide Reparaturmechanismen finden durch Einführung doppelsträngiger Brüche statt. Dies führt zur Editierung 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, mit der die Genexpression reguliert wird. Die Hauptverbindung besteht aus kleinen interferierenden RNAs (siRNAs). Die siRNAs sind eine spezielle Art von doppelsträngigen 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.

1. Die doppelsträngige RNA wird im Cytoplasma durch eine RNase III-Endoribonuklease namens Dicer verarbeitet, um ~ 21 Nukleotid-lange siRNAs zu erzeugen
2. Transfer von siRNA-gebundenem Dicer an Argonaute mit Hilfe von doppelsträngigen RNA-Bindungsproteinen (dsRNABP).
3. Bindung von Argonaute an einen Strang des Duplex (Führungsstrang). Dadurch wird der andere Strang verdrängt. Dies führt zu einem vollständigen Protein-RNA-Komplex, der als RISC bezeichnet wird.
4. Die Paarung des RISC-Komplexes mit an Argonaute gebundener einzelsträngiger Guide-RNA.
5. Die Paarung des homologen RNA-Targets mit der Führungs-RNA.
6. Aktivierung von Argonaute führt zum Abbau der Ziel-RNA

Was ist die Ähnlichkeit zwischen CRISPR und RNAi??

• Beide werden als Instrumente zur Veränderung der Genexpression verwendet

Was ist der Unterschied zwischen CRISPR und RNAi??

CRISPR vs. RNAi
CRISPR ist ein Immunabwehrmechanismus, der kürzlich für die Bearbeitung und Modifikation von eukaryotischen Genen verwendet wurde.	RNAi ist eine sequenzspezifische Methode zum Stummschalten von Genen durch Einführung von kleinen Doppelsträngen
Targeting-Sequenz
Synthetische RNA (Führungs-RNA) ist die Targeting-Sequenz von CRISPR.	siRNA ist die Targeting-Sequenz von RNAi.
Effizienz bei der Genunterdrückung
Niedrig in CRISPR	Reich an RNAi
Auswirkungen
Knockdown von Genen tritt in CRISPR auf.	Knockout / Silencing tritt in RNAi auf.

Zusammenfassung - CRISPR vs RNAi

CRISPR oder In regelmäßigen Abständen gruppierte kurze palindrome Wiederholungen ist ein natürlich vorkommender prokaryotischer Immunabwehrmechanismus, der kürzlich für die Bearbeitung und Modifikation von eukaryotischen Genen verwendet wurde. RNAi oder RNA-Interferenz ist ein sequenzspezifisches Verfahren zum Stummschalten von Genen durch Einführung kleiner doppelsträngiger RNA, 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 leistungsfähige Werkzeuge für Genmanipulationen, obwohl CRISPR / Cas RNAi sicherlich überlegen ist, da es sowohl zur Insertion als auch zur Deletion verwendet werden kann. Die Spezifität ist auch im CRISPR / Cas-System hoch.

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Referenz:

1. Biolabs, New England. "CRISPR / Cas9 und gezielte Genombearbeitung: eine neue Ära in der Molekularbiologie." CRISPR / Cas9 und gezielte Genombearbeitung: Eine neue Ära in der Molekularbiologie | NEB. Abgerufen am 22. September 2017. Hier verfügbar 
2. "RNA Interference (RNAi)". Nationales Zentrum für Biotechnologie, US-amerikanische Nationalbibliothek für Medizin. Abgerufen am 22. September 2017. Hier verfügbar
3. Unniyampurath, Unnikrishnan et al. "RNA-Interferenz im Zeitalter von CRISPR: Beeinflusst CRISPR RNAi?" Internationale Zeitschrift für Molekulare Wissenschaften, MDPI, März 2016. Zugriff auf 22. September 2017. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. Die Stufen der CRISPR-Immunität Von CtSkennerton - Eigene Arbeit, (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia 
2. "RNAi-vereinfacht" Nach dieser Figur ist eine von Matzke MA, Matzke AJM, angepasst worden. Diese Zahl ist von einer von Matzke MA, Matzke AJM (2004) angepasst worden. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) über Comons Wikimedia