o principal diferença entre CRISPR e RNAi é que CRISPR participa do knockout do gene, enquanto o RNAi participa do knockdown do gene. Além disso, o CRISPR interfere com a sequência de DNA, enquanto o RNAi interfere com o mRNA.

CRISPR e RNAi são dois tipos de abordagens usadas no silenciamento de genes em vários tipos de experimentos biotecnológicos.

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O que é CRISPR

CRISPR (agrupados com repetições palindrômicas curtas regularmente espaçadas) é uma família de sequências de DNA que ocorrem naturalmente no genoma de procariotos, incluindo bactérias. Essas repetições são derivadas dos vírus que infectam procariotos. Portanto, eles podem ser usados ​​para reconhecer sequências de DNA semelhantes, destruindo sequências de DNA semelhantes de vírus nas infecções subsequentes. Assim, o CRISPR torna-se um sistema de defesa antiviral em procariotos. Aqui, uma enzima conhecida como Cas9 (proteína 9 associada a CRISPR) usa CRISPR como uma sequência guia para reconhecer fitas complementares e, em seguida, cliva a sequência complementar.

Figura 1: CRISPR-Cas9 como uma ferramenta molecular apresenta quebras de DNA de fita dupla direcionadas

No entanto, o sistema CRISPR-Cas9 é usado como uma ferramenta de edição de genoma para desenvolver produtos biotecnológicos e para tratar doenças genéticas. Aqui, o processo altera o código genético, resultando na desativação de genes. Isso silencia permanentemente o gene, eliminando completamente sua função. Para isso, específico do local, 20 nucleotídeos, RNA guia único (sgRNA) é usado para reconhecer e trazer Cas9 para o locus alvo. Então, Cas9 cliva ambas as extremidades do DNA, resultando em uma quebra de fita dupla.

Figura 2: Edição do genoma por CRISPER-Cas9

Depois disso, as duas fitas podem ser reunidas por meio de união de extremidade não homóloga (NHEJ) ou recombinação homóloga (HR) para inserir DNA doador entre as duas extremidades. Tanto o NHEJ quanto o HR resultam em genes nocauteados.

O que é RNAi

RNAi (Interferência de RNA) é um processo biológico que regula a expressão gênica no nível pós-transcricional por meio da degradação do mRNA alvo. É uma das abordagens mais amplamente utilizadas para estudar a função do gene na genética reversa. Aqui, os dois principais tipos de pequenas moléculas de RNA envolvidas no processo são micro RNA (miRNA) e pequenos RNA interferentes (siRNA). Outra forma de pequeno RNA envolvido no RNAi, que imita a função do miRNA, é o short hairpin RNA (shRNA). No entanto, shRNA deve ser introduzido artificialmente no sistema por meio de sistemas de entrega. Ambos miRNA e shRNA formam RNA de fita dupla por hibridização com o mRNA alvo, que é complementar à pequena sequência de RNA.

Figura 3: RNAi

Então, uma enzima conhecida como Dicer se liga ao duplex de RNA, clivando-o em pequenos complexos de RNA de fita dupla de 20-25 nucleotídeos de comprimento. Esses pequenos complexos são conhecidos como siRNA, que se liga a outro complexo denominado RISC (complexo de silenciamento induzido por RNA). Finalmente, o componente catalítico do RISC conhecido como Ago2 (Argonaute 2) cliva a fita de mRNA no duplex de siRNA. Portanto, esse processo é responsável por inibir a expressão gênica. Portanto, é possível usar o RNAi para silenciar genes temporariamente no nível do RNA. Conseqüentemente, torna-se uma ferramenta para derrubar genes. Mais importante, a perda de função aqui é reversível.

Semelhanças entre CRISPR e RNAi

Diferença entre CRISPR e RNAi

Definição

CRISPR refere-se à marca registrada de um sistema de defesa bacteriano que forma a base para a tecnologia de edição do genoma CRISPR-Cas9, enquanto o RNAi se refere a um processo biológico no qual as moléculas de RNA inibem a expressão ou tradução do gene, neutralizando as moléculas de mRNA direcionadas. Portanto, essa é a diferença fundamental entre CRISPR e RNAi.

Encontrado em

Outra diferença entre CRISPR e RNAi é que o sistema CRISPR ocorre naturalmente em procariotos, enquanto o RNAi ocorre naturalmente em muitos eucariotos.

Significado

Acima de tudo, a principal diferença entre CRISPR e RNAi é que o CRISPR é uma tecnologia de edição de genoma envolvida no knocking out de genes, enquanto o RNAi é uma forma de regulação pós-transcricional da expressão gênica envolvida no knock down da expressão gênica.

Aplicabilidade

Duração

Além disso, outra diferença entre CRISPR e RNAi é que o CRISPR silencia os genes permanentemente, enquanto o RNAi silencia os genes temporariamente.

Custo

Além disso, enquanto CRISPER se associa a alto custo, RNAi se associa a baixo custo.

Sensibilidade

Os efeitos fora do alvo no CRISPR são baixos, enquanto o RNAi se associa a altas taxas de efeitos fora do alvo. Esta também é uma diferença entre CRISPR e RNAi.

Conclusão

CRISPR é uma ferramenta de edição de genoma responsável pelo nocaute de genes. É aplicável no nível do DNA e traz um efeito de silenciamento genético permanente. Em comparação, o RNAi é um mecanismo celular usado para a regulação da expressão gênica no nível pós-transcricional. Portanto, é aplicável no nível de RAN e temporariamente derruba a expressão do gene pela degradação do mRNA. Portanto, a principal diferença entre CRISPR e RNAi é o tipo de efeito de silenciamento gênico trazido por cada abordagem.

Referências:

1. Davis, E D. “Knockout por TALEN ou CRISPR vs. Knockdown por ShRNA ou SiRNA.” Genecopoeia, GeneCopoeia, Inc., 2014, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “15 Hegasy Cas9 DNA Tool Wiki E CCBYSA” Por Guido4 - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 2. “16 Hegasy DNA Rep Wiki E CCBYSA” Por Guido4 - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 3. “RNAi-simplificado” Por Esta figura é adaptada de uma de Matzke MA, Matzke AJM - Esta figura é adaptada de uma de Matzke MA, Matzke AJM (2004) Planting the Seeds of a New Paradigm. PLoS Biol 2 (5): e133 doi: 10.1371 / journal.pbio.0020133. (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia