Differenza chiave – CRISPR vs RNAi
L'editing del genoma e la modifica del gene sono campi di interesse imminenti per la genetica e la biologia molecolare. La modificazione genica è ampiamente applicabile per gli studi di terapia genica e viene anche utilizzata per identificare le proprietà del gene, la funzionalità del gene e come le mutazioni nel gene potrebbero influenzare la sua funzione. È importante sviluppare metodi efficienti e affidabili per apportare modifiche precise e mirate al genoma delle cellule viventi. Tecniche come CRISPR e RNAi vengono utilizzate per modificare i geni con alta precisione. CRISPR o Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats è un meccanismo di difesa immunitaria procariotica naturale che è stato recentemente utilizzato per l'editing e la modifica del gene eucariotico. L'interferenza dell'RNAi o dell'RNA è un metodo specifico della sequenza per silenziare i geni introducendo un piccolo RNA a doppio filamento che media con gli acidi nucleici e regola l'espressione genica. Questa è la differenza fondamentale tra CRISPR e RNAi.
Cos'è CRISPR?
Il sistema CRISPR è un meccanismo naturale presente in alcuni batteri tra cui E. coli e archea. È una protezione immunitaria adattativa contro le invasioni basate sul DNA estraneo. È un meccanismo specifico della sequenza. Il sistema CRISPR contiene diversi elementi di ripetizione del DNA. Questi elementi sono intervallati da brevi sequenze "distanziatrici" derivate da DNA estraneo e da più geni Cas. Alcuni dei geni Cas sono nucleasi. Pertanto, il sistema immunitario completo è indicato come sistema CRISPR/Cas.
Figura 01: Sistema CRISPR/ Cas
Il sistema CRISPR/Cas funziona in quattro fasi.
- Il sistema sta legando geneticamente segmenti di DNA fagico e plasmidico invasore (distanziatori) in loci CRISPR (chiamati fase di acquisizione del distanziatore).
- Fase di maturazione del crRNA – L'ospite trascrive ed elabora loci CRISPR per generare RNA CRISPR maturo (crRNA) contenente sia gli elementi ripetuti CRISPR che gli elementi spaziatori integrati.
- Rilevamento del crRNA – Ciò è facilitato dall'accoppiamento di basi complementari. Questo è importante quando è presente un'infezione ed è presente un agente infettivo.
- Fase di interferenza del bersaglio: il crRNA rileva il DNA estraneo, forma un complesso con il DNA estraneo e protegge l'ospite dal DNA estraneo.
Attualmente, il sistema CRISPR/Cas viene utilizzato per alterare o modificare il genoma dei mammiferi mediante repressione o attivazione della trascrizione. Le cellule di mammifero possono rispondere alle rotture del DNA mediate da CRISPR/Cas9 adottando un meccanismo di riparazione. Può essere eseguito utilizzando il metodo di giunzione dell'estremità non omologa (NHEJ) o la riparazione diretta per omologia (HDR). Entrambi questi meccanismi di riparazione avvengono introducendo rotture a doppio filamento. Ciò si traduce nella modifica del gene dei mammiferi. Pertanto attualmente il sistema CRISPR/Cas è utilizzato nei campi delle applicazioni terapeutiche, biomediche, agricole e di ricerca.
Cos'è RNAi?
L'interferenza dell'RNA è una tecnica mediata dall'RNA a doppio filamento, utilizzata per regolare l'espressione genica. Il principale composto coinvolto sono i piccoli RNA interferenti (siRNA). I siRNA sono un tipo speciale di RNA a doppio filamento con una sporgenza di 3' di due nucleotidi e un gruppo fosfato di 5'. Il complesso di silenziamento indotto dall'RNA (RISC) si forma durante l'interferenza dell'RNA che comporterebbe la degradazione del gene legato al siRNA.
Figura 02: RNAi
La procedura dell'RNAi è la seguente.
- L'RNA a doppio filamento sarà processato nel citoplasma da un'endoribonucleasi di tipo RNasi III chiamata Dicer per generare siRNA lunghi circa 21 nucleotidi
- Trasferimento di Dicer legato a siRNA ad Argonaute, con l'aiuto di proteine leganti l'RNA a doppio filamento (dsRNABP).
- Legatura di Argonaute a un filo del duplex (filo guida). Questo sposterà l' altro filo. Ciò si traduce in un intero complesso proteico – RNA chiamato RISC.
- L'accoppiamento del complesso RISC con l'RNA guida a filamento singolo legato all'Argonaute.
- L'accoppiamento dell'RNA target omologo con l'RNA guida.
- Attivazione di Argonaute con conseguente degradazione dell'RNA bersaglio
Qual è la somiglianza tra CRISPR e RNAi?
Entrambi sono usati come strumenti di ricerca che modificano l'espressione genica
Qual è la differenza tra CRISPR e RNAi?
CRISPR vs RNAi |
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| CRISPR è un meccanismo di difesa immunitaria che è stato recentemente utilizzato per l'editing e la modifica dei geni eucariotici. | RNAi è un metodo specifico per la sequenza per silenziare i geni introducendo piccoli filamenti a doppio filamento |
| Sequenza di targeting | |
| L'RNA sintetico (RNA guida) è la sequenza di destinazione di CRISPR. | siRNA è la sequenza di destinazione di RNAi. |
| Efficienza nella soppressione genica | |
| Basso in CRISPR | Alto in RNAi |
| Effetti | |
| Il knockdown dei geni si verifica in CRISPR. | Knockout / silenziamento si verifica in RNAi. |
Riepilogo – CRISPR vs RNAi
CRISPR o Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats è un meccanismo di difesa immunitaria procariotica naturale che è stato recentemente utilizzato per l'editing e la modifica del gene eucariotico. L'interferenza dell'RNAi o dell'RNA è un metodo specifico della sequenza per silenziare i geni introducendo un piccolo RNA a doppio filamento che media con gli acidi nucleici e regola l'espressione genica. Questa può essere considerata la differenza fondamentale tra CRISPR e RNAi. Entrambe le tecniche, CRISPR/Cas e RNAi, sono potenti strumenti per manipolazioni geniche sebbene CRISPR/Cas sia sicuramente più superiore a RNAi in quanto può essere utilizzato per indurre sia inserimenti che eliminazioni. La specificità è elevata anche nel sistema CRISPR/Cas.
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