ความแตกต่างที่สำคัญ – CRISPR กับ RNAi
การแก้ไขจีโนมและการดัดแปลงยีนเป็นสาขาที่น่าสนใจในพันธุศาสตร์และอณูชีววิทยา การดัดแปลงยีนใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการศึกษายีนบำบัด และยังใช้เพื่อระบุคุณสมบัติของยีน การทำงานของยีน และการกลายพันธุ์ในยีนจะส่งผลต่อการทำงานของยีนอย่างไร สิ่งสำคัญคือต้องพัฒนาวิธีที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในการเปลี่ยนแปลงจีโนมของเซลล์ที่มีชีวิตอย่างแม่นยำและตรงเป้าหมาย เทคนิคเช่น CRISPR และ RNAi ใช้ในการดัดแปลงยีนด้วยความแม่นยำสูง CRISPR หรือ Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats เป็นกลไกการป้องกันภูมิคุ้มกันของโปรคาริโอตที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ซึ่งเพิ่งถูกนำมาใช้ในการแก้ไขและดัดแปลงยีนยูคาริโอตการรบกวน RNAi หรือ RNA เป็นวิธีการเฉพาะของลำดับในการปิดเสียงยีนโดยการแนะนำ RNA สองสายขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางกับกรดนิวคลีอิกและควบคุมการแสดงออกของยีน นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง CRISPR และ RNAi
CRISPR คืออะไร
ระบบ CRISPR เป็นกลไกตามธรรมชาติที่มีอยู่ในแบคทีเรียบางชนิด รวมทั้ง E. coli และ archea เป็นการป้องกันภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวต่อการบุกรุกจาก DNA จากต่างประเทศ เป็นกลไกเฉพาะของลำดับ ระบบ CRISPR ประกอบด้วยองค์ประกอบการทำซ้ำของ DNA หลายตัว องค์ประกอบเหล่านี้สลับซับซ้อนด้วยลำดับ "ตัวเว้นวรรค" สั้น ๆ ที่ได้มาจาก DNA ต่างประเทศและยีน Cas หลายตัว ยีน Cas บางตัวเป็นนิวคลีเอส ดังนั้นระบบภูมิคุ้มกันที่สมบูรณ์จึงเรียกว่า CRISPR/Cas system
รูปที่ 01: CRISPR/ ระบบ Cas
ระบบ CRISPR/Cas ทำงานในสี่ขั้นตอน
- ระบบกำลังเชื่อมโยงพันธุกรรมที่บุกรุกส่วนของฟาจและพลาสมิดดีเอ็นเอ (ตัวเว้นวรรค) ลงในตำแหน่ง CRISPR (เรียกว่าขั้นตอนการจัดหาตัวเว้นวรรค)
- crRNA ครบกำหนดขั้นตอน – โฮสต์คัดลอกและประมวลผลตำแหน่ง CRISPR เพื่อสร้าง CRISPR RNA (crRNA) ที่ครบกำหนดซึ่งมีทั้งองค์ประกอบซ้ำ CRISPR และองค์ประกอบตัวเว้นวรรคแบบบูรณาการ
- การตรวจจับ crRNA – อำนวยความสะดวกโดยการจับคู่ฐานเสริม นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อมีการติดเชื้อและมีเชื้อโรคอยู่
- ขั้นตอนการแทรกแซงเป้าหมาย – crRNA ตรวจจับ DNA ต่างประเทศ สร้างความซับซ้อนด้วย DNA ต่างประเทศและปกป้องโฮสต์จาก DNA ต่างประเทศ
ในปัจจุบัน ระบบ CRISPR/Cas ใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยการกดขี่หรือเปิดใช้งานการถอดรหัส เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถตอบสนองต่อการแบ่ง DNA ที่อาศัย CRISPR/Cas9 โดยใช้กลไกการซ่อมแซมสามารถทำได้โดยใช้วิธีการเชื่อมปลายแบบไม่คล้ายคลึงกัน (NHEJ) หรือการซ่อมแซมที่เหมือนกัน (HDR) กลไกการซ่อมแซมทั้งสองนี้เกิดขึ้นโดยการแนะนำตัวแบ่งเกลียวคู่ ส่งผลให้เกิดการแก้ไขยีนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ดังนั้นในปัจจุบันระบบ CRISPR/ Cas จึงถูกนำมาใช้ในด้านการรักษา ชีวการแพทย์ การเกษตร และการวิจัย
RNAi คืออะไร
การรบกวน RNA เป็นเทคนิคที่ใช้ RNA แบบสองสายซึ่งใช้เพื่อควบคุมการแสดงออกของยีน สารประกอบหลักที่เกี่ยวข้องคือ RNA ที่รบกวนขนาดเล็ก (siRNAs) siRNAs เป็น RNA ชนิดพิเศษที่มีเกลียวคู่ที่มีระยะยื่น 3’ ของนิวคลีโอไทด์ 2 ตัว และกลุ่มฟอสเฟต 5’ คอมเพล็กซ์ปิดเสียงที่เหนี่ยวนำโดยอาร์เอ็นเอ (RISC) เกิดขึ้นระหว่างการแทรกแซงของอาร์เอ็นเอซึ่งจะส่งผลให้ยีนที่ผูกกับ siRNA เสื่อมโทรม
รูปที่ 02: RNAi
ขั้นตอนของ RNAi มีดังต่อไปนี้
- อาร์เอ็นเอสองสายจะถูกประมวลผลในไซโตพลาสซึมโดยเอนโดริโบนิวคลีเอสประเภท RNase III ที่เรียกว่าไดเซอร์เพื่อสร้าง ~21 นิวคลีโอไทด์ยาว siRNAs
- ถ่ายโอน siRNA ที่ผูกกับ Dicer ไปยัง Argonaute ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนจับ RNA แบบสองสาย (dsRNABP)
- การผูก Argonaute กับสาย duplex หนึ่งเส้น (เส้นนำ) สิ่งนี้จะแทนที่อีกเกลียวหนึ่ง ส่งผลให้เกิดโปรตีนทั้งหมด – RNA complex ซึ่งเรียกว่า RISC
- การจับคู่ของ RISC complex กับ RNA ไกด์สายเดี่ยวที่ผูกกับ Argonaute
- การจับคู่เป้าหมาย RNA ที่คล้ายคลึงกันกับ RNA ไกด์
- การเปิดใช้งาน Argonaute ส่งผลให้ RNA เป้าหมายลดลง
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง CRISPR กับ RNAi คืออะไร
ทั้งสองถูกใช้เป็นเครื่องมือในการปรับเปลี่ยนการแสดงออกของยีน
ความแตกต่างระหว่าง CRISPR และ RNAi คืออะไร
CRISPR กับ RNAi |
|
| CRISPR เป็นกลไกป้องกันภูมิคุ้มกันที่เพิ่งถูกนำมาใช้สำหรับการแก้ไขและดัดแปลงยีนยูคาริโอต | RNAi เป็นวิธีการเฉพาะสำหรับลำดับในการปิดเสียงยีนโดยแนะนำสายคู่ขนาดเล็ก |
| ลำดับการกำหนดเป้าหมาย | |
| Synthetic RNA (guide RNA) เป็นลำดับการกำหนดเป้าหมายของ CRISPR | siRNA คือลำดับการกำหนดเป้าหมายของ RNAi |
| ประสิทธิภาพในการปราบปรามยีน | |
| CRISPR ต่ำ | RNAi สูง |
| เอฟเฟกต์ | |
| การล้มของยีนเกิดขึ้นใน CRISPR | น็อกเอาต์ / เงียบใน RNAi |
สรุป – CRISPR กับ RNAi
CRISPR หรือ Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats เป็นกลไกป้องกันภูมิคุ้มกันแบบโปรคาริโอตที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ซึ่งเพิ่งใช้สำหรับการแก้ไขและดัดแปลงยีนยูคาริโอต การรบกวน RNAi หรือ RNA เป็นวิธีการเฉพาะสำหรับลำดับในการปิดเสียงยีนโดยการแนะนำ RNA สองสายขนาดเล็กซึ่งทำหน้าที่เป็นสื่อกลางกับกรดนิวคลีอิกและควบคุมการแสดงออกของยีน สิ่งนี้สามารถใช้เป็นความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง CRISPR และ RNAi ทั้งสองเทคนิค CRISPR/Cas และ RNAi เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการยีน แม้ว่า CRISPR/Cas จะเหนือกว่า RNAi มากกว่าอย่างแน่นอน เนื่องจากสามารถใช้กระตุ้นทั้งการแทรกและการลบ มีความจำเพาะสูงในระบบ CRISPR/ Cas
ดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ของ CRISPR vs RNAi
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามบันทึกการอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ ความแตกต่างระหว่าง CRISPR และ RNAi
