Diferença entre CRISPR e RNAi

Chave Diferença - CRISPR vs RNAi
 

A edição e modificação de genes são os próximos campos de interesse em genética e biologia molecular. A modificação genética é amplamente aplicável a estudos de terapia gênica e também é usada para identificar as propriedades do gene, a funcionalidade do gene e como as mutações no gene podem afetar sua função. É importante desenvolver maneiras eficientes e confiáveis ​​para fazer mudanças precisas e direcionadas no genoma das células vivas. Técnicas como CRISPR e RNAi são usadas para modificar genes com alta precisão. CRISPR ou Repetições Palindrômicas Curtas com Intercalação Regular em Cluster é um mecanismo de defesa imunológica procariótica de ocorrência natural que foi recentemente utilizado para edição e modificação de genes eucarióticos. RNAi ou interferência de RNA é um método específico de sequência para silenciar genes, introduzindo pequeno RNA de fita dupla que medeia com ácidos nucleicos e regula a expressão gênica. Isto é o diferença chave entre CRISPR e RNAi.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é o CRISPR
3. O que é RNAi
4. Semelhanças entre CRISPR e RNAi
5. Comparação lado a lado - CRISPR vs RNAi em forma de tabela
6. Resumo

O que é CRISPR?

O sistema CRISPR é um mecanismo natural presente em algumas bactérias, incluindo E. coli e archea. É uma proteção imune adaptativa contra invasões estrangeiras baseadas em DNA. É um mecanismo específico de sequência. O sistema CRISPR contém vários elementos de repetição de DNA. Esses elementos são intercalados com sequências curtas “espaçadoras” derivadas de DNA estranho e múltiplos genes Cas. Alguns dos genes Cas são nucleases. Assim, o sistema imunológico completo é referido como sistema CRISPR / Cas.

Figura 01: Sistema CRISPR / Cas

o Sistema CRISPR / Cas funciona em quatro etapas.

1. O sistema está amarrando geneticamente segmentos de DNA de plasmídeos e fagos invasores (espaçadores) nos loci CRISPR (chamado de etapa de aquisição do espaçador).
2. etapa de maturação do crRNA - O hospedeiro transcreve e processa os locais de CRISPR para gerar o RNA maduro de CRISPR (crRNA) contendo os elementos repetidos do CRISPR e os elementos espaçadores integrados.
3. Detecção do crRNA - Isso é facilitado pelo emparelhamento de bases complementar. Isso é importante quando uma infecção está presente e um agente infeccioso está presente.
4. Etapa de interferência do alvo - o crRNA detecta DNA estranho, forma um complexo com o DNA estranho e protege o hospedeiro contra o DNA estranho.

Atualmente, o sistema CRISPR / Cas é usado para alterar ou modificar o genoma de mamíferos por repressão ou ativação da transcrição. As células de mamíferos podem responder a quebras de DNA mediadas por CRISPR / Cas9 adotando um mecanismo de reparo. Isso pode ser feito usando o método de junção de extremidade não homóloga (NHEJ) ou reparo dirigido por homologia (HDR). Ambos os mecanismos de reparo ocorrem com a introdução de quebras de fita dupla. Isso resulta na edição do gene dos mamíferos. Atualmente, o sistema CRISPR / Cas é usado nas áreas de aplicações terapêuticas, biomédicas, agrícolas e de pesquisa.

O que é RNAi?

A interferência do RNA é uma técnica mediada por RNA de fita dupla usada para regular a expressão gênica. O principal composto envolvido são pequenos RNAs interferentes (siRNAs). Os siRNAs são um tipo especial de RNAs de fita dupla com uma projeção de 3 'de dois nucleotídeos e um grupo de fosfato de 5'. O complexo de silenciamento induzido por RNA (RISC) é formado durante a interferência do RNA, o que resultaria na degradação do gene ligado ao siRNA.

Figura 02: RNAi

O procedimento do RNAi é o seguinte.

1. O RNA de fita dupla será processado no citoplasma por uma endoribonuclease do tipo RNase III chamada Dicer para gerar ~ 21 siRNAs de nucleotídeos longos
2. Transferência de Dicer ligado ao siRNA ao Argonaute, com a ajuda de proteínas de ligação ao RNA de fita dupla (dsRNABP).
3. Ligação do Argonaute a um fio do duplex (fio-guia). Isso deslocará o outro fio. Isso resulta em um complexo inteiro de proteína - RNA chamado RISC.
4. O emparelhamento do complexo RISC com o RNA guia de fita simples ligado ao Argonaute.
5. O emparelhamento do alvo de RNA homólogo com o RNA guia.
6. Ativação do Argonaute resultando na degradação do RNA alvo

Qual é a semelhança entre CRISPR e RNAi?

• Ambos são usados ​​como ferramentas de pesquisa para modificação da expressão gênica

Qual é a diferença entre CRISPR e RNAi?

CRISPR vs RNAi
O CRISPR é um mecanismo de defesa imunológica que foi recentemente utilizado para edição e modificação de genes eucarióticos.	O RNAi é um método específico de sequência para silenciar genes através da introdução de pequenos cordões duplos
Sequência de segmentação
RNA sintético (RNA guia) é a sequência alvo do CRISPR.	siRNA é a sequência alvo de RNAi.
Eficiência na supressão de genes
Baixo em CRISPR	Alto em RNAi
Efeitos
Nocaute genético ocorre no CRISPR.	Nocaute / silenciamento ocorre no RNAi.

Resumo - CRISPR vs RNAi

CRISPR ou Repetições palindrômicas curtas regularmente intercaladas em cluster é um mecanismo de defesa imunológica procariótica de ocorrência natural que foi recentemente utilizado para edição e modificação de genes eucarióticos. RNAi ou Interferência de RNA é um método específico de sequência para silenciar genes, introduzindo pequeno RNA de fita dupla que medeia com ácidos nucleicos e regula a expressão gênica. Isso pode ser tomado como a diferença básica entre CRISPR e RNAi. Ambas as técnicas, CRISPR / Cas e RNAi, são ferramentas poderosas para manipulação de genes, embora CRISPR / Cas seja certamente mais superior ao RNAi, pois pode ser usado para induzir inserções e deleções. A especificidade também é alta no sistema CRISPR / Cas.

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Referência:

1.Biolabs, Nova Inglaterra. "CRISPR / Cas9 e edição direcionada de genoma: uma nova era na biologia molecular." CRISPR / Cas9 e edição direcionada de genoma: uma nova era na biologia molecular | NEB. Acessado em 22 de setembro de 2017. Disponível aqui 
2. "Interferência de RNA (RNAi)". National Center for Biotechnology Information, Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. Acessado em 22 de setembro de 2017. Disponível aqui
3.Unniyampurath, Unnikrishnan, et al. "Interferência de RNA na era do CRISPR: o CRISPR interferirá no RNAi?" International Journal of Molecular Sciences, MDPI, março de 2016. Acessado em 22 de setembro de 2017. Disponível aqui

Cortesia da imagem:

1.'Estágios da imunidade do CRISPR 'Por CtSkennerton - Trabalho próprio, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 
2.'RNAi-simplified'By Esta figura é adaptada de uma de Matzke MA, Matzke AJM - Esta figura é adaptada de uma de Matzke MA, Matzke AJM (2004) Plantando as sementes de um novo paradigma. PLoS Biol 2 (5). (CC BY 2.5) via Wikimedia Comons