Perbedaan antara CRISPR dan enzim pembatasan

Itu perbedaan utama Antara CRISPR dan enzim pembatasan adalah itu Crispr adalah mekanisme pertahanan kekebalan prokariotik yang terjadi secara alami yang baru -baru ini digunakan untuk pengeditan dan modifikasi gen eukariotik sementara Enzim restriksi adalah gunting biologis yang membelah molekul DNA menjadi zat yang lebih kecil.

Pengeditan genom dan modifikasi gen adalah bidang yang menarik dan inovatif dalam genetika dan biologi molekuler. Studi terapi gen secara luas menggunakan modifikasi gen. Selain itu, modifikasi gen berguna dalam mengidentifikasi sifat -sifat gen, fungsionalitas gen dan bagaimana mutasi pada gen dapat mempengaruhi fungsinya. Penting untuk memperoleh cara yang efisien dan dapat diandalkan untuk membuat perubahan yang tepat dan ditargetkan pada genom sel hidup. Enzim CRISPR dan pembatasan memainkan peran kunci dalam modifikasi gen. CRISPR memodifikasi gen dengan presisi tinggi. Enzim restriksi bekerja sebagai gunting biologis yang membelah molekul DNA menjadi zat yang lebih kecil.

ISI

1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu CRISPR 
3. Apa itu enzim pembatasan
4. Kesamaan antara CRISPR dan enzim pembatasan
5. Perbandingan berdampingan - enzim restriksi CRISPR vs dalam bentuk tabel
6. Ringkasan

Apa itu CRISPR?

Sistem CRISPR adalah mekanisme alami yang ada di beberapa bakteri termasuk E. coli dan Archea. Ini adalah perlindungan kekebalan adaptif terhadap invasi berbasis DNA asing. Selain itu, ini adalah mekanisme spesifik urutan. Sistem CRISPR berisi beberapa elemen pengulangan DNA. Elemen -elemen ini diselingi dengan urutan "spacer" pendek yang berasal dari DNA asing dan beberapa gen CAS.  Beberapa gen CAS adalah nuklease. Dengan demikian, sistem kekebalan tubuh lengkap disebut sebagai sistem CRISPR/CAS.

Sistem CRISPR/CAS berfungsi dalam empat langkah:

1. Sistem secara genetik penambatan fag yang menyerang dan segmen DNA plasmid (spacer) ke dalam lokus CRISPR (disebut langkah akuisisi spacer).
2. Langkah Pematangan CrRNA - Host menyalin dan memproses lokus CRISPR untuk menghasilkan CRISPR RNA matang (CrRNA) yang mengandung kedua elemen pengulangan CRISPR dan elemen spacer terintegrasi.
3. CrRNA mendeteksi urutan DNA homolog dengan pasangan basa komplementer. Ini penting ketika ada infeksi dan agen infeksius hadir.
4. Target Interference Step - CrRNA mendeteksi DNA asing, membentuk kompleks dengan DNA asing dan melindungi tuan rumah terhadap DNA asing.

Saat ini, sistem CRISPR/CAS9 digunakan untuk mengubah atau memodifikasi genom mamalia dengan represi transkripsi atau aktivasi. Sel -sel mamalia dapat merespons istirahat DNA yang dimediasi CRISPR/CAS9 dengan mengadopsi mekanisme perbaikan. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan metode gabungan akhir non-homolog (NHEJ) atau perbaikan yang diarahkan homologi (HDR). Kedua mekanisme perbaikan ini terjadi dengan memperkenalkan istirahat untai ganda. Ini menghasilkan pengeditan gen mamalia. NHEJ dapat menyebabkan ablasi mutasi gen dan dapat digunakan untuk menciptakan hilangnya efek fungsi. HDR dapat digunakan untuk memperkenalkan mutasi titik tertentu atau memperkenalkan segmen DNA dengan panjang yang bervariasi. Saat ini, sistem CRISPR/ CAS digunakan di bidang aplikasi terapeutik, biomedis, pertanian dan penelitian.

Apa itu enzim pembatasan?

Enzim pembatasan, lebih umum disebut sebagai endonuklease pembatasan, memiliki kemampuan untuk membelah molekul DNA menjadi fragmen kecil. Proses pembelahan terjadi di dekat atau di situs pengakuan khusus molekul DNA yang disebut situs pembatasan. Situs pengenalan biasanya terdiri dari 4-8 pasangan basa. Tergantung pada situs pembelahan, enzim restriksi dapat dari empat (04) jenis yang berbeda: Tipe I, Tipe II, Tipe III dan Tipe IV. Selain situs pembelahan, faktor-faktor seperti komposisi, persyaratan co-faktor dan kondisi urutan target dipertimbangkan ketika membedakan enzim pembatasan menjadi empat kelompok.

Selama pembelahan molekul DNA, situs pembelahan dapat berada di situs pembatasan itu sendiri atau pada jarak dari situs pembatasan.  Enzim restriksi membuat dua sayatan melalui masing-masing tulang punggung gula-fosfat dalam heliks ganda DNA.

Gambar 02: Enzim Pembatasan

Enzim pembatasan terutama ditemukan di Achaea dan bakteri. Mereka memanfaatkan enzim ini sebagai mekanisme pertahanan terhadap virus yang menyerang. Enzim pembatasan membelah DNA asing (patogen) tetapi bukan DNA mereka sendiri. DNA mereka sendiri dilindungi oleh enzim yang dikenal sebagai methyltransferase, yang membuat modifikasi dalam DNA inang dan mencegah pembelahan.

Enzim pembatasan tipe I memiliki situs belahan yang jauh dari situs pengakuan. Fungsi enzim membutuhkan ATP dan protein, S-adenosyl-L-metionin. Enzim pembatasan tipe I dianggap multifungsi karena adanya aktivitas pembatasan dan metilase. Enzim pembatasan tipe II membelah di dalam situs pengakuan itu sendiri atau pada jarak yang lebih dekat ke sana.  Itu hanya membutuhkan magnesium (mg) untuk fungsinya. Enzim pembatasan tipe II hanya memiliki satu fungsi dan tidak tergantung pada metilase.

Apa kesamaan antara CRISPR dan enzim restriksi?

• Enzim CRISPR dan Pembatasan adalah alat penting dalam modifikasi gen.
• Bagian dari CRISPR atau CAS9 dan enzim restriksi adalah endonuklease.
• Keduanya dapat mengenali urutan DNA yang khas dan membelah DNA.
• Mereka hadir di bakteri dan archaea.
• Baik enzim CRISPR dan restriksi adalah spesifik urutan.

Apa perbedaan antara CRISPR dan enzim restriksi?

Sistem CRISPR-CAS adalah sistem kekebalan prokariotik yang memberikan resistensi terhadap elemen genetik asing. Di sisi lain, enzim restriksi adalah endonuklease yang mengenali urutan spesifik nukleotida dan menghasilkan potongan untai ganda dalam DNA. Jadi, ini adalah perbedaan utama antara CRISPR dan enzim restriksi.

Selain itu, CRISPR- memungkinkan pemotongan yang sangat tepat. Dibandingkan dengan itu, pembelahan enzim pembatasan kurang tepat. Selain itu, CRISPR adalah teknik canggih sementara enzim restriksi primitif.

Infografis di bawah ini merangkum perbedaan antara CRISPR dan enzim restriksi.

Ringkasan -Enzim CRISPR vs Pembatasan

Enzim CRISPR dan restriksi adalah dua jenis teknik yang digunakan dalam modifikasi gen. CRISPR adalah perlindungan kekebalan adaptif yang dieksekusi dalam beberapa bakteri terhadap invasi berbasis DNA asing. Itu adalah mekanisme pertahanan alami. Sebaliknya, enzim restriksi adalah endonuklease yang membelah DNA untai ganda. Enzim CRISPR dan restriksi mampu memotong DNA menjadi segmen kecil. Namun, keduanya spesifik urutan. Dibandingkan dengan CRISPR, enzim pembatasan primitif. CRISPR memungkinkan pemotongan yang sangat tepat daripada enzim pembatasan. Jadi, ini adalah ringkasan perbedaan antara CRISPR dan enzim restriksi.

Referensi:

1. “Dari Enzim Pembatasan ke CRISPR-CAS9." Max Planck Gesellschaft, Tersedia disini. 2. McDonald, James. “Revolusi akan dihasilkan: dari enzim pembatasan ke CRISPR." JSTOR Setiap hari, 2016, tersedia di sini.

Gambar milik:

1. "4qyz" oleh Boghog - karya sendiri (CC BY -SA 4.0) Via Commons Wikimedia
2. “Situs Pembatasan ECORV.RSH ”oleh Ramin Herati - Dibuat dengan Inkscape (Domain Publik) melalui Commons Wikimedia