Kľúčový rozdiel medzi crRNA tracrRNA a gRNA je v tom, že crRNA je jeden z dvoch typov RNA CRISPR, ktorý je komplementárny k cieľovej sekvencii DNA, zatiaľ čo tracrRNA je druhý typ RNA CRISPR, ktorý slúži ako väzbový skelet pre Cas nukleázu a gRNA je jednou z dvoch hlavných zložiek CRISPR-Cas9 systému baktérií a archaea, ktorý rozpoznáva cieľovú DNA a vedie Cas proteíny, aby vytvorili dvojvláknové zlomy v cieľovej DNA.
CRISPR znamená zoskupené pravidelné roztrúsené krátke palindromické opakovania. Je to jeden z imunitných systémov baktérií a archeí. Baktérie a archaea používajú tento systém na ochranu pred vírusovými patogénmi. Je to jeden z najúžasnejších mechanizmov, ktorý zahŕňa úspešnú genetickú modifikáciu. Tento mechanizmus (CRISPR-Cas9) sa používa ako nový nástroj na úpravu génov v biotechnológii. Priniesol nový pokrok do biotechnológie, najmä v oblasti genetického inžinierstva.
Systém CRISPR-Cas9 má dva hlavné komponenty. Sú to vodiace RNA (gRNA) a CRISPR-asociované (Cas) nukleázy. Vodiaca RNA je špecifická sekvencia RNA, ktorá vedie Cas proteíny k štiepeniu cieľovej DNA. Vodiaca RNA pozostáva z dvoch typov RNA. Sú to crispr RNA (crRNA) a tracrRNA. Nukleázy spojené s CRISPR (Cas) sú nešpecifické endonukleázy, ktoré vytvárajú dvojvláknové zlomy v cieľovej DNA. Vykonaním dvojvláknových zlomov v cieľovej DNA baktérie a archaea nasmerujú svoje endogénne opravné mechanizmy na inaktiváciu vírusovej DNA.
Čo je crRNA?
crRNA alebo Crispr RNA je jedným z dvoch typov vodiacej RNA. Štruktúrne ide o 17-20 nukleotidovú sekvenciu. Najcennejšou vlastnosťou crRNA je, že je komplementárna k cieľovej DNA. Preto sa crRNA zhoduje so sekvenciou vírusovej DNA. Špecifickosť systému CRISPR-Cas 9 závisí od crRNA. V baktériách existuje crRNA fúzovaná so sekvenciou tracrRNA, čo je druhý typ CRISPR RNA. Produkcia crRNA sa spúšťa opätovným vystavením baktérií vírusu. Pri expozícii dochádza k transkripcii génu, ktorý kóduje crRNA. Potom sa spustí obranný mechanizmus proti vírusu.
Obrázok 01: Systém CRISPR-Cas9
Čo je tracrRNA?
Trans-aktivujúca crRNA alebo tracrRNA je druhá časť guideRNA alebo CRISPR RNA. Vyslovuje sa ako stopovacia RNA. tracrRNA slúži ako väzbový skelet pre endonukleázový proteín Cas 9. Inými slovami, tracrRNA funguje ako rukoväť na vedenie Cas9 smerom k cieľovej DNA. Štrukturálne má tracrRNA 42 nukleotidov. Existuje v kombinácii s crRNA.
Čo je to gRNA?
Sprievodná RNA alebo gRNA je jednou z dvoch hlavných zložiek imunitného systému CRISPR-Cas9. Ide o špecifickú sekvenciu RNA zloženú z dvoch prvkov: crRNA a tracrRNA. gRNA rozpoznáva cieľovú DNA a usmerňuje proteíny Cas tak, aby v cieľovej DNA vytvárali dvojvláknové zlomy. Aby to bolo možné, crRNA pozostáva z komplementárnej sekvencie cieľovej DNA, zatiaľ čo tracrRNA vedie Cas proteíny fungujúce ako rukoväť.
Obrázok 02: gRNA
Navrhnutie správnej gRNA je kritickým krokom v nástroji na úpravu génov CRISPR-Cas9. Preto úspech a efektivita úpravy systému CRISPR závisí od správnej sekvencie gRNA. gRNA môže byť exprimovaná v bunkách z transfekovaného plazmidu. Keď sa klonované plazmidy zavedú do buniek, hostiteľské bunky generujú gRNA. Najčastejšie generovaná gRNA obsahuje 100 párov báz.
Aké sú podobnosti medzi crRNA tracrRNA a gRNA?
- crRNA, tracrRNA a gRNA sú sekvencie RNA nachádzajúce sa v baktériách a archeách.
- Všetky patria do systému CRISPR.
- gRNA je vyrobená z crRNA a tracrRNA.
- Podieľajú sa na rozpoznávaní bakteriofágovej DNA a navádzaní endonukleáz k cieľovej DNA.
- Všetky tri typy RNA sa teda podieľajú na riadení nukleázy Cas9, aby sa prelomili dvojvláknové prerušenia pri napádaní cudzích genetických materiálov.
- Úspech experimentu CRISPR závisí od všetkých troch typov RNA.
Aký je rozdiel medzi crRNA tracrRNA a gRNA?
crRNA je časť gRNA CRISPR, ktorá je komplementárna k cieľovej DNA, zatiaľ čo tracrRNA je druhá časť gRNA, ktorá slúži ako väzbový skelet pre Cas nukleázu.gRNA je kombináciou crRNA a tracrRNA a je jednou z dvoch zložiek systému CRISPR-Cas9, ktorý rozpoznáva cieľovú DNA a vedie nukleázy, aby v cieľovej DNA vytvorili dvojvláknové zlomy. Toto je kľúčový rozdiel medzi crRNA tracrRNA a gRNA.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi crRNA tracrRNA a gRNA.
Zhrnutie – crRNA vs tracrRNA vs gRNA
Systém CRISPR-Cas9 je imunitný systém baktérií a archeí. Tento systém sa používa ako nástroj na úpravu génov v biotechnológii. CRISPR pozostáva z dvoch typov RNA, a to CRISPR RNA (crRNA) a transaktivačnej CRISPR RNA (tracrRNA). Súhrnne sú známe ako guideRNA alebo gRNA. Táto RNA rozpoznáva cieľové sekvencie inváznych patogénov a vedie endonukleázy, aby vytvorili dvojvláknové zlomy v cieľovej DNA. Akonáhle sa v cudzom genetickom materiáli vytvoria dvojvláknové zlomy, endogénny opravný mechanizmus (nehomologické spájanie koncov; NHEJ) inaktivuje cudziu DNA zavedením mutácií. Toto sumarizuje rozdiel medzi crRNA tracrRNA a gRNA.
