הבדל מפתח - CRISPR לעומת RNAi
עריכת גנום ושינוי גנים הם תחומי עניין קרובים בגנטיקה ובביולוגיה מולקולרית. שינוי גנים ישים באופן נרחב למחקרי ריפוי גנטי ומשמש גם לזיהוי תכונות הגן, תפקודיות הגן וכיצד מוטציות בגן יכולות להשפיע על תפקודו. חשוב לפתח דרכים יעילות ואמינות לבצע שינויים מדויקים וממוקדים בגנום של תאים חיים. טכניקות כמו CRISPR ו-RNAi משמשות לשינוי גנים בדיוק גבוה. CRISPR או Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats הוא מנגנון הגנה חיסוני פרוקריוטי המופיע באופן טבעי, אשר שימש לאחרונה לעריכה ושינוי של גנים אוקריוטיים.הפרעות RNAi או RNA היא שיטה ספציפית לרצף להשתקת גנים על ידי החדרת RNA דו-גדילי קטן שמתווך עם חומצות גרעין ומווסת את ביטוי הגנים. זה ההבדל העיקרי בין CRISPR ל-RNAi.
מה זה CRISPR?
מערכת CRISPR היא מנגנון טבעי הקיים בחיידקים מסוימים, כולל E. coli וארכיאה. זוהי הגנה חיסונית אדפטיבית מפני פלישות מבוססות DNA זר. זהו מנגנון ספציפי לרצף. מערכת CRISPR מכילה מספר אלמנטים חוזרים של DNA. אלמנטים אלה משובצים ברצפי "מרווחים" קצרים שמקורם ב-DNA זר וגנים מרובים של Cas. חלק מהגנים של Cas הם נוקלאזות. לפיכך, המערכת החיסונית השלמה מכונה CRISPR/Cas system.
איור 01: מערכת CRISPR/Cas
מערכת CRISPR/Cas פועלת בארבעה שלבים.
- המערכת קושרת גנטית את מקטעי ה-DNA הפולשים של הפאג והפלסמיד (מרווחים) לתוך מוקדי CRISPR (הנקראים שלב רכישת ה-spacer).
- שלב הבשלה של crRNA - המארח מתמלל ומעבד לוקוסים של CRISPR כדי ליצור RNA CRISPR בוגר (crRNA) המכיל גם אלמנטים חוזרים של CRISPR וגם רכיבי הרווח המשולבים.
- זיהוי של ה-crRNA - זה מקל על ידי זיווג בסיסים משלים. זה חשוב כאשר קיים זיהום וקיים גורם זיהומי.
- שלב התערבות מטרה – crRNA מזהה DNA זר, יוצר קומפלקס עם ה-DNA הזר ומגן על המארח מפני ה-DNA הזר.
כיום, מערכת CRISPR/Cas משמשת לשינוי או שינוי הגנום של יונקים על ידי דיכוי שעתוק או הפעלה. תאי היונק יכולים להגיב להפסקות DNA בתיווך CRISPR/Cas9 על ידי אימוץ מנגנון תיקון.זה יכול להיעשות באמצעות שיטת חיבור קצה לא הומולוגית (NHEJ) או תיקון מכוון הומולוגיה (HDR). שני מנגנון התיקון הללו מתרחשים על ידי הכנסת הפסקות כפולות. זה גורם לעריכה של הגן של היונקים. לפיכך, כיום נעשה שימוש במערכת CRISPR/Cאס בתחומי יישומים טיפוליים, ביו-רפואיים, חקלאיים ומחקריים.
מה זה RNAi?
התערבות RNA היא טכניקה בתיווך RNA דו-גדילי, המשמשת לוויסות ביטוי גנים. התרכובת העיקרית המעורבת היא RNAs מפריעים קטנים (siRNAs). ה-siRNAs הם סוג מיוחד של RNAs דו-גדילי עם תוספת של 3' של שני נוקלאוטידים, וקבוצת פוספט 5'. קומפלקס ההשתקה המושרה על ידי RNA (RISC) נוצר במהלך הפרעות RNA שתגרום לפירוק הגן הקשור ל-siRNA.
איור 02: RNAi
הליך ה-RNAi הוא כדלקמן.
- ה-RNA הדו-גדילי יעובד בציטופלזמה על ידי אנדוריבונוקלאז מסוג RNase III הנקרא Dicer כדי ליצור ~21 nucleotide long siRNAs
- העברת סיRNA קשור Dicer לארגונאוט, בעזרת חלבונים קושרים RNA דו-גדילי (dsRNABP).
- כריכה של ארגונאוט לגדיל אחד של הדופלקס (גדיל מנחה). זה יעקור את הגדיל השני. כתוצאה מכך נוצר קומפלקס חלבון שלם – RNA אשר נקרא RISC.
- הזיווג של קומפלקס RISC עם RNA מנחה חד-גדילי הקשור לארגונאוט.
- הזיווג של יעד ה-RNA ההומולוגי עם ה-RNA המנחה.
- הפעלת ארגונאוט וכתוצאה מכך השפלה של RNA היעד
מהו הדמיון בין CRISPR ל-RNAi?
שניהם משמשים ככלי מחקר לשינוי ביטוי גנים
מה ההבדל בין CRISPR ל-RNAi?
CRISPR לעומת RNAi |
|
| CRISPR הוא מנגנון הגנה חיסוני ששימש לאחרונה לעריכה ושינוי של גנים אוקריוטיים. | RNAi היא שיטה ספציפית לרצף להשתקת גנים על ידי הכנסת דו-גדילים קטנים |
| רצף מיקוד | |
| RNA סינתטי (RNA מנחה) הוא רצף המיקוד של CRISPR. | siRNA הוא רצף המיקוד של RNAi. |
| יעילות בדיכוי גנים | |
| נמוך ב-CRISPR | גבוה ב-RNAi |
| Effects | |
| הפקעת גנים מתרחשת ב-CRISPR. | נוקאאוט / השתקה מתרחשת ב-RNAi. |
סיכום – CRISPR לעומת RNAi
CRISPR או Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats הוא מנגנון הגנה חיסוני פרוקריוטי המופיע באופן טבעי, אשר שימש לאחרונה לעריכה ושינוי של גנים אוקריוטיים. הפרעות RNAi או RNA היא שיטה ספציפית לרצף להשתקת גנים על ידי החדרת RNA דו-גדילי קטן שמתווך עם חומצות גרעין ומווסת את ביטוי הגנים. ניתן לקחת את זה כהבדל הבסיסי בין CRISPR ל- RNAi. שתי הטכניקות, CRISPR/Cas ו-RNAi, הן כלים רבי עוצמה למניפולציות של גנים, אם כי CRISPR/Cas בהחלט עדיף על RNAi מכיוון שניתן להשתמש בו כדי לגרום להחדרות ומחיקות כאחד. הספציפיות גבוהה גם במערכת CRISPR/Cas.
הורד את גרסת ה-PDF של CRISPR לעומת RNAi
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין CRISPR ל-RNAi
