Key Difference – CRISPR vs RNAi
Edição de genoma e modificação de genes são áreas de interesse em genética e biologia molecular. A modificação genética é amplamente aplicável para estudos de terapia genética e também é usada para identificar as propriedades do gene, a funcionalidade do gene e como as mutações no gene podem afetar sua função. É importante desenvolver maneiras eficientes e confiáveis de fazer alterações precisas e direcionadas no genoma das células vivas. Técnicas como CRISPR e RNAi são usadas para modificar genes com alta precisão. CRISPR ou Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats é um mecanismo de defesa imune procariótico de ocorrência natural que foi recentemente usado para edição e modificação de genes eucarióticos. A interferência de RNAi ou RNA é um método específico de sequência para silenciar genes através da introdução de um pequeno RNA de fita dupla que medeia com ácidos nucleicos e regula a expressão gênica. Esta é a principal diferença entre CRISPR e RNAi.
O que é CRISPR?
O sistema CRISPR é um mecanismo natural presente em algumas bactérias, incluindo E. coli e archea. É uma proteção imune adaptativa contra invasões baseadas em DNA estranho. É um mecanismo específico de sequência. O sistema CRISPR contém vários elementos de repetição de DNA. Esses elementos são intercalados com sequências “espaçadoras” curtas derivadas de DNA estranho e múltiplos genes Cas. Alguns dos genes Cas são nucleases. Assim, o sistema imunológico completo é referido como sistema CRISPR/Cas.
Figura 01: Sistema CRISPR/Cas
O sistema CRISPR/Cas funciona em quatro etapas.
- O sistema está amarrando geneticamente segmentos de DNA de fagos e plasmídeos invasores (espaçadores) em loci CRISPR (chamado de etapa de aquisição do espaçador).
- etapa de maturação do crRNA – O hospedeiro transcreve e processa os loci CRISPR para gerar o RNA CRISPR maduro (crRNA) contendo os elementos repetidos CRISPR e os elementos espaçadores integrados.
- Detecção do crRNA – Isso é facilitado pelo pareamento de bases complementares. Isso é importante quando uma infecção está presente e um agente infeccioso está presente.
- Etapa de interferência no alvo – o crRNA detecta DNA estranho, forma um complexo com o DNA estranho e protege o hospedeiro contra o DNA estranho.
Atualmente, o sistema CRISPR/Cas é usado para alterar ou modificar o genoma de mamíferos por repressão ou ativação da transcrição. As células de mamíferos podem responder a quebras de DNA mediadas por CRISPR/Cas9 adotando o mecanismo de reparo. Isso pode ser feito usando o método de junção de extremidade não homóloga (NHEJ) ou reparo dirigido por homologia (HDR). Ambos os mecanismos de reparo ocorrem pela introdução de quebras de fita dupla. Isso resulta na edição do gene de mamífero. Assim, atualmente o sistema CRISPR/Cas é usado nas áreas de aplicações terapêuticas, biomédicas, agrícolas e de pesquisa.
O que é RNAi?
A interferência de RNA é uma técnica mediada por RNA de fita dupla, que é usada para regular a expressão gênica. O principal composto envolvido são os pequenos RNAs interferentes (siRNAs). Os siRNAs são um tipo especial de RNAs de fita dupla com uma saliência 3' de dois nucleotídeos e um grupo fosfato 5'. O complexo de silenciamento induzido por RNA (RISC) é formado durante a interferência de RNA que resultaria na degradação do gene ligado ao siRNA.
Figura 02: RNAi
O procedimento do RNAi é o seguinte.
- O RNA de fita dupla será processado no citoplasma por uma endoribonuclease do tipo RNase III chamada Dicer para gerar siRNAs de ~21 nucleotídeos de comprimento
- Transferência de Dicer ligado a siRNA para Argonaute, com a ajuda de proteínas de ligação de RNA de fita dupla (dsRNABP).
- Ligação do Argonauta a um fio do duplex (fio guia). Isso irá deslocar o outro fio. Isso resulta em um complexo de proteína inteira – RNA que é chamado de RISC.
- O emparelhamento do complexo RISC com RNA guia de fita simples ligado ao Argonauta.
- O emparelhamento do alvo de RNA homólogo com o RNA guia.
- Ativação do Argonauta resultando na degradação do RNA alvo
Qual é a semelhança entre CRISPR e RNAi?
Ambos são usados como ferramentas de pesquisa de modificação da expressão gênica
Qual é a diferença entre CRISPR e RNAi?
CRISPR vs RNAi |
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| CRISPR é um mecanismo de defesa imunológica que foi usado recentemente para edição e modificação de genes eucarióticos. | RNAi é um método específico de sequência para silenciar genes introduzindo pequenas fitas duplas |
| Sequência de segmentação | |
| RNA sintético (RNA guia) é a sequência de direcionamento de CRISPR. | siRNA é a sequência de direcionamento de RNAi. |
| Eficiência na supressão de genes | |
| Baixa em CRISPR | Alta em RNAi |
| Efeitos | |
| Knockdown de genes ocorre em CRISPR. | Knockout / silenciamento ocorre em RNAi. |
Resumo – CRISPR vs RNAi
CRISPR ou Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats é um mecanismo de defesa imune procariótico de ocorrência natural que foi usado recentemente para edição e modificação de genes eucarióticos. A interferência de RNAi ou RNA é um método específico de sequência para silenciar genes através da introdução de um pequeno RNA de fita dupla que medeia com ácidos nucleicos e regula a expressão gênica. Isso pode ser considerado a diferença básica entre CRISPR e RNAi. Ambas as técnicas, CRISPR/Cas e RNAi, são ferramentas poderosas para manipulação de genes, embora o CRISPR/Cas seja certamente superior ao RNAi, pois pode ser usado para induzir inserções e deleções. A especificidade também é alta no sistema CRISPR/Cas.
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