تفاوت کلیدی - CRISPR در مقابل RNAi
ویرایش ژنوم و اصلاح ژن زمینه های آینده مورد علاقه در ژنتیک و زیست شناسی مولکولی هستند. اصلاح ژن به طور گسترده ای برای مطالعات ژن درمانی قابل استفاده است و همچنین برای شناسایی ویژگی های ژن، عملکرد ژن و اینکه چگونه جهش در ژن می تواند بر عملکرد آن تأثیر بگذارد استفاده می شود. توسعه روش های کارآمد و قابل اعتماد برای ایجاد تغییرات دقیق و هدفمند در ژنوم سلول های زنده بسیار مهم است. از تکنیک هایی مانند CRISPR و RNAi برای اصلاح ژن ها با دقت بالا استفاده می شود. CRISPR یا Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats یک مکانیسم دفاعی ایمنی پروکاریوتی طبیعی است که اخیراً برای ویرایش و اصلاح ژن یوکاریوتی استفاده شده است.تداخل RNAi یا RNA یک روش توالی خاص برای خاموش کردن ژن ها با معرفی RNA دو رشته ای کوچک است که با اسیدهای نوکلئیک واسطه می شود و بیان ژن را تنظیم می کند. این تفاوت اصلی بین CRISPR و RNAi است.
کریسپر چیست؟
سیستم CRISPR یک مکانیسم طبیعی است که در برخی از باکتری ها از جمله E. coli و archea وجود دارد. این یک محافظ ایمنی سازگار در برابر تهاجمات مبتنی بر DNA خارجی است. این یک مکانیسم توالی خاص است. سیستم CRISPR شامل چندین عنصر تکرار DNA است. این عناصر با توالی‌های کوتاه «اسپیسر» مشتق‌شده از DNA خارجی و ژن‌های متعدد Cas پراکنده شده‌اند. برخی از ژن های Cas نوکلئاز هستند. بنابراین، سیستم ایمنی کامل به عنوان سیستم CRISPR/Cas شناخته می شود.
شکل 01: سیستم CRISPR/ Cas
سیستم CRISPR/Cas در چهار مرحله کار می کند.
- سیستم به طور ژنتیکی بخش‌های DNA فاژ و پلاسمید مهاجم (فصل‌کننده‌ها) را به جایگاه‌های CRISPR (به نام مرحله اکتساب اسپیسر) متصل می‌کند.
- مرحله بلوغ crRNA - میزبان جایگاه‌های CRISPR را رونویسی و پردازش می‌کند تا RNA CRISPR (crRNA) بالغ حاوی عناصر تکرارکننده CRISPR و عناصر فاصله‌ساز یکپارچه را تولید کند.
- تشخیص crRNA - این با جفت شدن بازهای مکمل تسهیل می شود. این مهم زمانی است که عفونت وجود داشته باشد و عامل عفونی وجود داشته باشد.
- مرحله تداخل هدف - crRNA DNA خارجی را شناسایی می کند، با DNA خارجی کمپلکس تشکیل می دهد و میزبان را در برابر DNA خارجی محافظت می کند.
در حال حاضر، سیستم CRISPR/Cas برای تغییر یا اصلاح ژنوم پستانداران با سرکوب رونویسی یا فعال سازی استفاده می شود. سلول های پستانداران می توانند با اتخاذ مکانیسم ترمیم به شکست های DNA با واسطه CRISPR/Cas9 پاسخ دهند.این کار را می توان با استفاده از روش اتصال انتهایی غیر همولوگ (NHEJ) یا تعمیر همسانی جهت دار (HDR) انجام داد. هر دوی این مکانیسم‌های تعمیر با ایجاد شکستگی‌های دو رشته‌ای انجام می‌شوند. این منجر به ویرایش ژن پستانداران می شود. بنابراین در حال حاضر سیستم CRISPR/Cas در زمینه های کاربردی درمانی، زیست پزشکی، کشاورزی و تحقیقاتی استفاده می شود.
RNAi چیست؟
تداخل RNA یک تکنیک با واسطه RNA دو رشته ای است که برای تنظیم بیان ژن استفاده می شود. ترکیب اصلی درگیر RNA های تداخلی کوچک (siRNA) است. siRNAها نوع خاصی از RNAهای دو رشته‌ای هستند که دارای اورژانس 3 از دو نوکلئوتید و گروه فسفات 5 هستند. کمپلکس خاموش کننده RNA (RISC) در طول تداخل RNA تشکیل می شود که منجر به تخریب ژن متصل به siRNA می شود.
شکل 02: RNAi
روش RNAi به شرح زیر است.
- RNA دو رشته ای در سیتوپلاسم توسط اندوریبونوکلئاز نوع RNase III به نام Dicer پردازش می شود تا 21 siRNA طولانی نوکلئوتیدی تولید کند
- انتقال دایسر متصل به siRNA به Argonaute، با کمک پروتئین های اتصال دهنده RNA دو رشته ای (dsRNABP).
- اتصال Argonaute به یک رشته دوبلکس (رشته راهنما). این باعث جابجایی رشته دیگر می شود. این منجر به یک کمپلکس کامل پروتئین – RNA می شود که RISC نامیده می شود.
- جفت شدن کمپلکس RISC با RNA راهنمای تک رشته ای متصل به آرگونات.
- جفت شدن هدف RNA همولوگ با RNA راهنما.
- فعال شدن Argonaute که منجر به تخریب RNA هدف می شود
شباهت بین CRISPR و RNAi چیست؟
هر دو به عنوان ابزار تحقیقاتی اصلاح بیان ژن استفاده می شوند
تفاوت بین CRISPR و RNAi چیست؟
CRISPR در مقابل RNAi |
|
| CRISPR یک مکانیسم دفاعی ایمنی است که اخیراً برای ویرایش و اصلاح ژن یوکاریوتی استفاده شده است. | RNAi یک روش توالی خاص برای خاموش کردن ژن ها با معرفی دو رشته کوچکاست. |
| توالی هدف | |
| RNA مصنوعی (RNA راهنما) توالی هدف CRISPR است. | siRNA توالی هدف RNAi است. |
| کارایی در سرکوب ژن | |
| کم بودن CRISPR | بالا بودن RNAi |
| اثرات | |
| نابودی ژن ها در CRISPR رخ می دهد. | ناک اوت / خاموشی در RNAi رخ می دهد. |
خلاصه - CRISPR در مقابل RNAi
CRISPR یا تکرارهای کوتاه پالیندرومیک با فاصله منظم خوشه ای یک مکانیسم دفاعی ایمنی پروکاریوتی طبیعی است که اخیراً برای ویرایش و اصلاح ژن یوکاریوتی استفاده شده است. تداخل RNAi یا RNA یک روش توالی خاص برای خاموش کردن ژن ها با معرفی RNA دو رشته ای کوچک است که با اسیدهای نوکلئیک واسطه می شود و بیان ژن را تنظیم می کند. این را می توان به عنوان تفاوت اساسی بین CRISPR و RNAi در نظر گرفت. هر دو تکنیک، CRISPR/Cas و RNAi، ابزارهای قدرتمندی برای دستکاری ژن هستند، اگرچه CRISPR/Cas مطمئناً برتر از RNAi است، زیرا می‌توان از آن برای القای درج و حذف استفاده کرد. ویژگی همچنین در سیستم CRISPR/Cas بالاست.
دانلود نسخه PDF CRISPR vs RNAi
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین CRISPR و RNAi
