Klíčový rozdíl mezi crRNA tracrRNA a gRNA je v tom, že crRNA je jeden ze dvou typů RNA CRISPR, který je komplementární k cílové sekvenci DNA, zatímco tracrRNA je druhý typ RNA CRISPR, který slouží jako vazebné lešení pro Cas nukleázu a gRNA je jednou ze dvou hlavních součástí CRISPR-Cas9 systému bakterií a archaea, které rozpoznávají cílovou DNA a navádějí Cas proteiny, aby vytvořily dvouvláknové zlomy v cílové DNA.
CRISPR znamená seskupené pravidelné proložené krátké palindromické repetice. Je to jeden z imunitních systémů bakterií a archeí. Bakterie a archaea používají tento systém k ochraně před virovými patogeny. Je to jeden z nejúžasnějších mechanismů, který zahrnuje úspěšnou genetickou modifikaci. Tento mechanismus (CRISPR-Cas9) se používá jako nový nástroj pro úpravu genů v biotechnologii. Přinesla nový pokrok do biotechnologie, zejména v oblasti genetického inženýrství.
Systém CRISPR-Cas9 má dvě hlavní součásti. Jsou to vodicí RNA (gRNA) a nukleázy spojené s CRISPR (Cas). Vodící RNA je specifická sekvence RNA, která vede Cas proteiny ke štěpení cílové DNA. Vodící RNA se skládá ze dvou typů RNA. Jsou to crispr RNA (crRNA) a tracrRNA. CRISPR-asociované (Cas) nukleázy jsou nespecifické endonukleázy, které dělají dvouvláknové zlomy v cílové DNA. Provedením dvouřetězcových zlomů v cílové DNA nasměrují bakterie a archaea své endogenní opravné mechanismy k inaktivaci virové DNA.
Co je crRNA?
crRNA nebo Crispr RNA je jedním ze dvou typů vodící RNA. Strukturálně se jedná o 17-20 nukleotidovou sekvenci. Nejcennější vlastností crRNA je, že je komplementární k cílové DNA. Proto se crRNA shoduje se sekvencí virové DNA. Specifičnost systému CRISPR-Cas 9 závisí na crRNA. V bakteriích existuje crRNA fúzovaná se sekvencí tracrRNA, což je druhý typ CRISPR RNA. Produkce crRNA je spuštěna opětovným vystavením bakterií viru. Při expozici dochází k transkripci genu, který kóduje crRNA. Poté se spustí obranný mechanismus proti viru.
Obrázek 01: Systém CRISPR-Cas9
Co je tracrRNA?
Trans-aktivující crRNA nebo tracrRNA je druhá část guideRNA nebo CRISPR RNA. Vyslovuje se jako tracer RNA. tracrRNA slouží jako vazebné lešení pro endonukleázový protein Cas 9. Jinými slovy, tracrRNA funguje jako rukojeť pro vedení Cas9 směrem k cílové DNA. Strukturálně má tracrRNA 42 nukleotidů. Existuje v kombinaci s crRNA.
Co je to gRNA?
Guide RNA neboli gRNA je jednou ze dvou hlavních složek imunitního systému CRISPR-Cas9. Je to specifická sekvence RNA složená ze dvou prvků: crRNA a tracrRNA. gRNA rozpoznává cílovou DNA a nasměruje proteiny Cas k vytvoření dvouřetězcových zlomů v cílové DNA. Aby to bylo možné, crRNA se skládá z komplementární sekvence cílové DNA, zatímco tracrRNA vede Cas proteiny fungující jako rukojeť.
Obrázek 02: gRNA
Návrh správné gRNA je kritickým krokem v nástroji pro úpravu genů CRISPR-Cas9. Úspěch a efektivita editace systému CRISPR proto závisí na správné sekvenci gRNA. gRNA může být exprimována v buňkách z transfekovaného plazmidu. Když jsou klonované plazmidy zavedeny do buněk, hostitelské buňky generují gRNA. Nejčastěji generovaná gRNA obsahuje 100 párů bází.
Jaké jsou podobnosti mezi crRNA tracrRNA a gRNA?
- crRNA, tracrRNA a gRNA jsou sekvence RNA nalezené v bakteriích a archaea.
- Všechny patří do systému CRISPR.
- gRNA je vyrobena z crRNA a tracrRNA.
- Podílejí se na rozpoznávání bakteriofágové DNA a navádění endonukleáz k cílové DNA.
- Všechny tři typy RNA se tedy podílejí na nasměrování nukleázy Cas9 k vytvoření dvouřetězcových zlomů při invazi cizích genetických materiálů.
- Úspěch experimentu CRISPR závisí na všech třech typech RNA.
Jaký je rozdíl mezi crRNA tracrRNA a gRNA?
crRNA je část gRNA CRISPR, která je komplementární k cílové DNA, zatímco tracrRNA je druhá část gRNA, která slouží jako vazebné lešení pro Cas nukleázu.gRNA je kombinací crRNA a tracrRNA a je jednou ze dvou složek systému CRISPR-Cas9, který rozpoznává cílovou DNA a vede nukleázy, aby v cílové DNA vytvořily dvouvláknové zlomy. Toto je klíčový rozdíl mezi crRNA tracrRNA a gRNA.
Následující tabulka shrnuje rozdíl mezi crRNA tracrRNA a gRNA.
Shrnutí – crRNA vs tracrRNA vs gRNA
Systém CRISPR-Cas9 je imunitní systém bakterií a archaea. Tento systém se používá jako nástroj pro úpravu genů v biotechnologii. CRISPR se skládá ze dvou typů RNA, a to CRISPR RNA (crRNA) a transaktivační CRISPR RNA (tracrRNA). Jsou souhrnně známé jako guideRNA nebo gRNA. Tato RNA rozpoznává cílové sekvence invazních patogenů a vede endonukleázy k vytvoření dvouřetězcových zlomů v cílové DNA. Jakmile jsou v cizím genetickém materiálu vytvořeny dvouřetězcové zlomy, endogenní opravný mechanismus (nehomologní spojování konců; NHEJ) inaktivuje cizí DNA zavedením mutací. Toto shrnuje rozdíl mezi crRNA tracrRNA a gRNA.
