Klíčový rozdíl mezi ZFN TALEN a CRISPR je v tom, že ZFN je uměle vytvořená technika úpravy genů založená na nukleázách zinkových prstů složených z domény zinkového prstu a domény endonukleázy Fok1. Mezitím TALEN je uměle vytvořená technika úpravy genů založená na fúzních proteinech složených z bakteriálního proteinu TALE a endonukleázy Fok1 a CRISPR je přirozený bakteriální obranný mechanismus založený na RNA, který je řízen dvěma typy RNA a souvisejícími proteiny Cas.
Nástroje pro úpravu genů jsou založeny na upravených nukleázách složených ze sekvenčně specifických vazebných domén a nespecifických modulů štěpení DNA. ZFN, TALEN a CRISPR jsou tři typy technik úpravy genů. ZEN a TALEN jsou systémy vytvořené člověkem, zatímco CRISPR je přirozený systém vyskytující se v bakteriích. Všechny tři systémy rozpoznávají sekvence a štěpí cílovou DNA. Nukleázy se zinkovým prstem se skládají z domény zinkového prstu a endonukleázy Fok1. TALEN se skládají z bakteriálního proteinu TALE a endonukleázy Fok1. CRISPR se skládá ze dvou RNA (trans-aktivující crRNA a jediné vodící RNA).
Co je ZFN?
ZFN je nástroj pro úpravu genů založený na nukleázách zinkových prstů. Nukleázy se zinkovým prstem jsou chimérické nukleázy složené ze sekvenčně specifických DNA-vazebných domén a nespecifických DNA štěpících domén z FokI restrikční endonukleázy. Jedná se o uměle vytvořenou technologii úpravy genomu, která umožňuje širokou škálu genových modifikací indukcí dvouřetězcových zlomů v DNA.
Obrázek 01: ZFN
ZFN je důležitým nástrojem při zavádění cílených úprav rostlin a několika druhů plodin. Umožňuje zabudování cenných vlastností do rostlin. Kromě toho má ZFN terapeutický potenciál, protože je schopen provádět přesnou genetickou modifikaci k účinnému odstranění příznaků.
Co je TALEN?
Transcription activator-like nucleases (TALEN) je nástroj pro úpravu genů, který je založen na chimérických nukleázách podobných ZFN. Je to také umělá technologie úpravy genomu. TALEN indukuje modifikaci genu indukcí dvouřetězcových zlomů v DNA. TALEN se skládají ze sekvenčně specifických DNA-vazebných domén fúzovaných s nespecifickým modulem štěpení DNA. Proto má FokI restrikční domény a DNA-vazebné domény odvozené z TALE proteinů.
Obrázek 02: TALEN
TALE proteiny se přirozeně vyskytují v bakteriálním rodu Xanthomonas. Tyto proteiny obsahují DNA vazebné domény složené ze série 33-35 aminokyselinových repetitivních domén. Jednou z hlavních výhod TALEN oproti ZFN je, že vazebná specificita vazebné domény DNA může být v TALEN změněna provedením modifikací 33-34 aminokyselinových repetic.
Co je CRISPR?
CRISPR znamená Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. Je to přirozený obranný mechanismus založený na RNA, který se provádí v bakteriích. Ve skutečnosti jde o mechanismus úpravy genomu používaný zejména proti virům. Tento systém v bakteriích může aktivovat virus nebo cizí vetřelec. CRISPR spolupracuje s proteinem spojeným s CRISPR (Cas9).
CRISPR se skládá ze dvou RNA: trans-aktivující crRNA a jediné vodící RNA. Proto je rozpoznání CRISPR závislé na obou těchto RNA. Když virová DNA vstoupí do bakteriální buňky, lokus CRISPR produkuje vodící RNA, která doprovází Cas proteiny, aby dosáhly virové DNA a navázaly se na ni a štěpily se na specifickém místě. Jakmile je virová DNA odštěpena, stane se neaktivní v důsledku umlčení patogenní DNA. Systém CRISPR tedy zachycuje, štěpí a inaktivuje viry pomocí proteinů Cas.
Obrázek 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 se používá jako systém pro úpravu genomu. Je to nejnovější technologie. Tato technologie je oproti jiným technikám úpravy genomu velmi jednoduchá, efektivní a cenově výhodná. Ve srovnání se ZFN a TALEN je systém CRISPR/Cas9 účinným nástrojem pro vyvolání cílených změn genomu.
Jaké jsou podobnosti mezi ZFN TALEN a CRISPR?
- ZFN, TALEN a CRISPR jsou techniky úpravy genů.
- Všechny tři nástroje budou slibnými technikami při nápravě genetických příčin mnoha nemocí.
- Ukazují však omezení v cílení, nedokonalou specifitu a genové cílení.
- Všechny tři systémy mohou vyvolat dvouvláknové přerušení.
Jaký je rozdíl mezi ZFN TALEN a CRISPR?
ZFN je technika úpravy genů založená na nukleázách zinkových prstů, zatímco TALEN je technika úpravy genů založená na fúzních proteinech složených z bakteriálního proteinu TALE a endonukleázy Fok1 a CRISPR je přirozený bakteriální obranný mechanismus založený na RNA, který je poháněn dvěma typy RNA a asociovanými Cas proteiny. Toto je klíčový rozdíl mezi ZFN TALEN a CRISPR.
Níže uvedená infografika uvádí rozdíly mezi ZFN TALEN a CRISPR v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – ZFN vs TALEN vs CRISPR
ZFN, TALEN a CRISPR jsou technologie pro úpravu genů. CRISPR je nejnovější technologie, která vykazuje lepší účinnost, proveditelnost a víceúčelovou klinickou aplikaci. Jak ZFN, tak TALEN jsou umělé nástroje vyrobené člověkem, zatímco CRISPR je obranný mechanismus bakterií. Jak ZFN, tak TALEN jsou upravené nukleázy. CRISPR se skládá ze dvou typů RNA asociovaných s proteiny Cas. Toto je shrnutí rozdílu mezi ZFN TALEN a CRISPR.
