CRISPR与RNAi的主要区别在于CRISPR参与基因敲除,RNAi参与基因敲除。此外,CRISPR干扰DNA序列,RNAi干扰mRNA。
CRISPR和RNAi是用于基因沉默的两种方法。
1.什么是CRISPR–定义、机制、重要性2。什么是RNAi?定义、机制、重要性3。CRISPR和RNAi之间有什么相似之处?共同特征概述4。CRISPR和RNAi的区别是什么?关键区别的比较
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CRISPR(clustered regulatory interspaced short retrindromic repeats)是一个DNA序列家族,存在于包括细菌在内的原核生物基因组中。这些重复序列来源于感染原核生物的病毒。因此,它们可以用来识别相似的DNA序列,在随后的感染中破坏来自病毒的相似DNA序列。因此,CRISPR成为原核生物的抗病毒防御系统。在这里,一种被称为Cas9(CRISPR相关蛋白9)的酶使用CRISPR作为识别互补链的指导序列,然后,它切割互补序列。
Figure 1: CRISPR-Cas9 as a Molecular Tool Introduces Targeted Double-Strand DNA Breaks
然而,CRISPR-Cas9系统被用作基因组编辑工具,用于开发生物技术产品和治疗遗传疾病。在这里,这个过程改变了遗传密码,导致基因敲除。这会使基因永久沉默,完全丧失其功能。为此,使用位点特异的20个核苷酸的单导向RNA(sgRNA)来识别Cas9并将其带到目标位点。然后,Cas9切割DNA的两端,导致双链断裂。
Figure 2: Genome Editing by CRISPER-Cas9
之后,两条链可以通过非同源末端连接(NHEJ)或同源重组(HR)重新连接,将供体DNA**两端之间。NHEJ和HR都导致基因敲除。
RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种通过降解靶mRNA在转录后水平调控基因表达的生物过程。它是反向遗传学中研究基因功能最广泛的方法之一。在这里,参与这个过程的两种主要的小RNA分子是微RNA(miRNA)和小干扰RNA(siRNA)。另一种参与RNAi的小RNA形式,模仿miRNA的功能,是短发夹RNA(shRNA)。然而,shRNA必须通过传递系统被人工导入系统。miRNA和shRNA与靶mRNA杂交形成双链RNA,与小RNA序列互补。
Figure 3: RNAi
然后,一种被称为Dicer的酶与RNA双链结合,将其切割成长度为20-25个核苷酸的小的双链RNA复合物。这些小的复合物被称为siRNA,它与另一种叫做RISC(RNA诱导沉默复合物)的复合物结合。最后,RISC的催化成分Ago2(Argonaute 2)切割siRNA双链中的mRNA链。因此,这个过程是负责抑制基因表达。因此,利用RNAi在RNA水平暂时沉默基因是可能的。因此,它成为一种敲除基因的工具。更重要的是,这里的功能丧失是可逆的。
CRISPR是细菌防御系统的标志,形成CRISPR-Cas9基因组编辑技术的基础;RNAi是RNA分子通过中和靶向mRNA分子抑制基因表达或翻译的生物学过程。因此,这是CRISPR和RNAi之间的根本区别。
CRISPR和RNAi之间的另一个区别是CRISPR系统自然出现在原核生物中,而RNAi自然出现在许多真核生物中。
综上所述,CRISPR与RNAi的主要区别在于CRISPR是一种参与基因敲除的基因组编辑技术,RNAi是一种参与基因表达敲除的基因表达转录后调控形式。
此外,CRISPR适用于DNA水平,RNAi适用于RNA水平。因此,这也是CRISPR和RNAi之间的区别。
此外,CRISPR和RNAi的另一个区别是CRISPR永久沉默基因而RNAi暂时沉默基因。
另外,CRISPER与高成本相关,RNAi与低成本相关。
CRISPR的靶外效应较低,RNAi的靶外效应发生率较高。这也是CRISPR和RNAi之间的区别。
CRISPR是一种负责基因敲除的基因组编辑工具。它适用于DNA水平,具有永久性的基因沉默效应。相比之下,RNAi是一种在转录后水平上调节基因表达的细胞机制。因此,它适用于RAN水平,通过降解mRNA暂时抑制基因表达。因此,CRISPR和RNAi的主要区别在于每种方法所带来的基因沉默效应的类型。
1.戴维斯,E D.“TALEN或CRISPR敲除与ShRNA或SiRNA敲除。” Genecopoeia,Genecopoeia,Inc.,2014年,可在此处获取。
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