ძირითადი განსხვავება – CRISPR vs RNAi
გენომის რედაქტირება და გენის მოდიფიკაცია არის მომავალი ინტერესის სფეროები გენეტიკასა და მოლეკულურ ბიოლოგიაში. გენის მოდიფიკაცია ფართოდ გამოიყენება გენური თერაპიის კვლევებისთვის და ასევე გამოიყენება გენის თვისებების, გენის ფუნქციონალურობის და იმის დასადგენად, თუ როგორ შეიძლება გენში მუტაციამ გავლენა მოახდინოს მის ფუნქციაზე. მნიშვნელოვანია შემუშავდეს ეფექტური და საიმედო გზები ცოცხალი უჯრედების გენომში ზუსტი, მიზანმიმართული ცვლილებების შესატანად. ტექნიკა, როგორიცაა CRISPR და RNAi, გამოიყენება გენების მაღალი სიზუსტით მოდიფიცირებისთვის. CRISPR ან Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats არის ბუნებრივად წარმოქმნილი პროკარიოტული იმუნური თავდაცვის მექანიზმი, რომელიც ახლახან გამოიყენებოდა ევკარიოტული გენის რედაქტირებისთვის და მოდიფიკაციისთვის. RNAi ან რნმ ჩარევა არის თანმიმდევრობით სპეციფიკური მეთოდი გენების გასაჩუმებლად მცირე ორჯაჭვიანი რნმ-ის შემოღებით, რომელიც შუამავლობს ნუკლეინის მჟავებთან და არეგულირებს გენის ექსპრესიას. ეს არის მთავარი განსხვავება CRISPR-სა და RNAi-ს შორის.
რა არის CRISPR?
CRISPR სისტემა არის ბუნებრივი მექანიზმი, რომელიც გვხვდება ზოგიერთ ბაქტერიაში, მათ შორის E. coli-სა და არქეაში. ეს არის ადაპტური იმუნური დაცვა უცხო დნმ-ზე დაფუძნებული შეჭრისგან. ეს არის თანმიმდევრობის სპეციფიკური მექანიზმი. CRISPR სისტემა შეიცავს დნმ-ის რამდენიმე განმეორებით ელემენტს. ეს ელემენტები იკვეთება უცხო დნმ-ის და მრავალი Cas გენისგან მიღებული მოკლე „სპეცერის“მიმდევრობით. Cas-ის ზოგიერთი გენი არის ნუკლეაზა. ამრიგად, სრულ იმუნურ სისტემას მოიხსენიებენ, როგორც CRISPR/Cas სისტემას.
სურათი 01: CRISPR/ Cas system
CRISPR/Cas სისტემა ფუნქციონირებს ოთხ ეტაპად.
- სისტემა გენეტიკურად აკავშირებს შემოჭრილი ფაგის და პლაზმიდური დნმ-ის სეგმენტებს (სპეისერებს) CRISPR ლოკებში (ე.წ. spacer-ის შეძენის საფეხური).
- crRNA-ს მომწიფების საფეხური – მასპინძელი ახდენს CRISPR ლოკების ტრანსკრიფციას და ამუშავებს მომწიფებული CRISPR რნმ-ის (crRNA) გენერირებისთვის, რომელიც შეიცავს როგორც CRISPR-ის განმეორებით ელემენტებს, ასევე ინტეგრირებულ დისპესერ ელემენტებს.
- crRNA-ს გამოვლენა - ამას ხელს უწყობს დამატებითი ბაზის დაწყვილება. ეს მნიშვნელოვანია, როდესაც არის ინფექცია და არსებობს ინფექციური აგენტი.
- მიზანმიმართული ჩარევის ნაბიჯი - crRNA აღმოაჩენს უცხო დნმ-ს, ქმნის კომპლექსს უცხო დნმ-თან და იცავს მასპინძელს უცხო დნმ-ისგან.
დღესდღეობით, CRISPR/Cas სისტემა გამოიყენება ძუძუმწოვრების გენომის შესაცვლელად ან შესაცვლელად ტრანსკრიპციის რეპრესიით ან გააქტიურებით. ძუძუმწოვრების უჯრედებს შეუძლიათ უპასუხონ CRISPR/Cas9 შუამავლობით დნმ-ის რღვევებს აღდგენის მექანიზმის გამოყენებით.ეს შეიძლება გაკეთდეს ან არა-ჰომოლოგიური ბოლო შეერთების მეთოდის (NHEJ) ან ჰომოლოგიის მიმართული შეკეთების (HDR) გამოყენებით. ორივე ეს სარემონტო მექანიზმი ხდება ორმაგი ზოლიანი შესვენების შემოღებით. ეს იწვევს ძუძუმწოვრების გენის რედაქტირებას. ამრიგად, ამჟამად CRISPR/ Cas სისტემა გამოიყენება თერაპიულ, ბიოსამედიცინო, სასოფლო-სამეურნეო და კვლევის სფეროებში.
რა არის RNAi?
RNA ჩარევა არის ორჯაჭვიანი რნმ შუამავლობითი ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება გენის ექსპრესიის რეგულირებისთვის. ძირითადი ნაერთი ჩართული არის მცირე ინტერფერენციული რნმ (siRNAs). siRNAs არის ორჯაჭვიანი რნმ-ების სპეციალური ტიპი, ორი ნუკლეოტიდის 3' გადაფარვით და 5' ფოსფატური ჯგუფით. რნმ-ით გამოწვეული დუმილის კომპლექსი (RISC) წარმოიქმნება რნმ-ის ინტერფერენციის დროს, რაც გამოიწვევს siRNA-სთან დაკავშირებული გენის დეგრადაციას.
სურათი 02: RNAi
რნმ-ის პროცედურა ასეთია.
- ორჯაჭვიანი რნმ დამუშავდება ციტოპლაზმაში RNase III ტიპის ენდორიბონუკლეაზას მიერ, სახელწოდებით Dicer, რათა გამოიმუშაოს ~21 ნუკლეოტიდის გრძელი siRNAs
- siRNA შეკრული Dicer-ის გადატანა არგონავტში, ორჯაჭვიანი რნმ-ის დამაკავშირებელი ცილების (dsRNABP) დახმარებით.
- არგონაუტის შეკვრა დუპლექსის ერთ ძაფზე (გამმართველი ღერი). ეს გადაანაცვლებს სხვა ძაფს. ეს იწვევს მთლიან პროტეინს - რნმ კომპლექსს, რომელსაც RISC ეწოდება.
- RISC კომპლექსის დაწყვილება ერთჯაჭვიანი სახელმძღვანელო რნმ-თან, რომელიც დაკავშირებულია არგონავტთან.
- ჰომოლოგიური რნმ-ის სამიზნის დაწყვილება სახელმძღვანელო რნმ-თან.
- არგონაუტის გააქტიურება, რაც იწვევს სამიზნე რნმ-ის დეგრადაციას
რა მსგავსებაა CRISPR-სა და RNAi-ს შორის?
ორივე გამოიყენება როგორც გენის ექსპრესიის მოდიფიკაციის კვლევის ინსტრუმენტები
რა განსხვავებაა CRISPR-სა და RNAi-ს შორის?
CRISPR vs RNAi |
|
| CRISPR არის იმუნური თავდაცვის მექანიზმი, რომელიც ახლახან გამოიყენებოდა ევკარიოტული გენის რედაქტირებისთვის და მოდიფიკაციისთვის. | RNAi არის თანმიმდევრობით სპეციფიკური მეთოდი გენების გასაჩუმებლად მცირე ორჯაჭვიანი შემოღებით |
| სამიზნე თანმიმდევრობა | |
| სინთეზური რნმ (სახელმძღვანელო რნმ) არის CRISPR-ის სამიზნე თანმიმდევრობა. | siRNA არის RNAi-ს სამიზნე თანმიმდევრობა. |
| ეფექტურობა გენის სუპრესიაში | |
| დაბალი CRISPR | მაღალი RNAi |
| ეფექტები | |
| გენების დაშლა ხდება CRISPR-ში. | ნოკაუტი / დუმილი ხდება RNAi-ში. |
შეჯამება – CRISPR vs RNAi
CRISPR ან კლასტერული რეგულარულად ინტერვალის მოკლე პალინდრომული გამეორებები არის ბუნებრივად არსებული პროკარიოტული იმუნური თავდაცვის მექანიზმი, რომელიც ახლახან გამოიყენებოდა ევკარიოტული გენის რედაქტირებისა და მოდიფიკაციისთვის. RNAi ან რნმ ჩარევა არის თანმიმდევრობით სპეციფიკური მეთოდი გენების გასაჩუმებლად მცირე ორჯაჭვიანი რნმ-ის შემოღებით, რომელიც შუამავლობს ნუკლეინის მჟავებთან და არეგულირებს გენის ექსპრესიას. ეს შეიძლება იქნას მიღებული, როგორც ძირითადი განსხვავება CRISPR-სა და RNAi-ს შორის. ორივე ტექნიკა, CRISPR/Cas და RNAi, მძლავრი იარაღებია გენის მანიპულაციისთვის, თუმცა CRISPR/Cas, რა თქმა უნდა, უფრო აღემატება RNAi-ს, რადგან ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჩასმა, ასევე წაშლა. სპეციფიკა ასევე მაღალია CRISPR/ Cas სისტემაში.
ჩამოტვირთეთ PDF ვერსია CRISPR vs RNAi
შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ამ სტატიის PDF ვერსია და გამოიყენოთ იგი ოფლაინ მიზნებისთვის ციტირების შენიშვნის მიხედვით. გთხოვთ გადმოწეროთ PDF ვერსია აქ სხვაობა CRISPR-სა და RNAi-ს შორის
