Perbezaan utama antara CRISPR dan enzim sekatan ialah CRISPR ialah mekanisme pertahanan imun prokariotik semulajadi yang telah digunakan baru-baru ini untuk penyuntingan dan pengubahsuaian gen eukariotik manakala enzim sekatan ialah gunting biologi yang membelah molekul DNA kepada bahan yang lebih kecil.
Pengeditan genom dan pengubahsuaian gen ialah bidang yang menarik dan inovatif dalam genetik dan biologi molekul. Kajian terapi gen secara meluas menggunakan pengubahsuaian gen. Selain itu, pengubahsuaian gen berguna dalam mengenal pasti sifat gen, kefungsian gen dan bagaimana mutasi dalam gen boleh menjejaskan fungsinya. Adalah penting untuk mendapatkan cara yang cekap dan boleh dipercayai untuk membuat perubahan yang tepat dan disasarkan kepada genom sel hidup. CRISPR dan enzim sekatan memainkan peranan penting dalam pengubahsuaian gen. CRISPR mengubah suai gen dengan ketepatan tinggi. Enzim sekatan berfungsi sebagai gunting biologi yang membelah molekul DNA kepada bahan yang lebih kecil.
Apakah itu CRISPR?
Sistem CRISPR ialah mekanisme semula jadi yang terdapat dalam beberapa bakteria termasuk E. coli dan Archea. Ia adalah perlindungan imun adaptif terhadap pencerobohan berasaskan DNA asing. Selain itu, ia adalah mekanisme khusus urutan. Sistem CRISPR mengandungi beberapa elemen ulangan DNA. Unsur-unsur ini diselingi dengan jujukan "spacer" pendek yang diperoleh daripada DNA asing dan berbilang gen Cas. Beberapa gen Cas adalah nuklease. Oleh itu, sistem imun yang lengkap dirujuk sebagai sistem CRISPR/Cas.
Sistem CRISPR/Cas berfungsi dalam empat langkah:
- Sistem yang secara genetik menambat segmen DNA fag dan plasmid (spacer) yang menyerang ke dalam lokus CRISPR (dipanggil langkah pemerolehan spacer).
- langkah pematangan crRNA – Hos menyalin dan memproses lokus CRISPR untuk menghasilkan RNA CRISPR (crRNA) matang yang mengandungi kedua-dua elemen ulangan CRISPR dan elemen spacer bersepadu.
- crRNA mengesan jujukan DNA homolog melalui pasangan asas pelengkap. Ini penting apabila jangkitan ada dan agen berjangkit ada.
- Langkah gangguan sasaran – crRNA mengesan DNA asing, membentuk kompleks dengan DNA asing dan melindungi perumah daripada DNA asing.
Pada masa ini, sistem CRISPR/Cas9 digunakan untuk mengubah atau mengubah suai genom mamalia sama ada melalui penindasan atau pengaktifan transkripsi. Sel-sel mamalia boleh bertindak balas terhadap pemecahan DNA pengantara CRISPR/Cas9 dengan menggunakan mekanisme pembaikan. Ia boleh dilakukan sama ada menggunakan kaedah penyambungan hujung bukan homolog (NHEJ) atau pembaikan terarah homologi (HDR). Kedua-dua mekanisme pembaikan ini berlaku dengan memperkenalkan rehat bertali dua. Ini mengakibatkan penyuntingan gen mamalia. NHEJ boleh membawa kepada ablasi mutasi gen dan boleh digunakan untuk mencipta kehilangan kesan fungsi. HDR boleh digunakan untuk memperkenalkan mutasi titik tertentu atau memperkenalkan segmen DNA dengan panjang yang berbeza-beza. Pada masa ini, sistem CRISPR/ Cas digunakan dalam bidang terapeutik, bioperubatan, pertanian dan aplikasi penyelidikan.
Apakah itu Enzim Sekatan?
Enzim sekatan, lebih biasa dirujuk sebagai endonuklease sekatan, mempunyai keupayaan untuk membelah molekul DNA kepada serpihan kecil. Proses pembelahan berlaku berhampiran atau di tapak pengecaman khas molekul DNA yang dipanggil tapak sekatan. Tapak pengecaman biasanya terdiri daripada 4-8 pasangan asas. Bergantung pada tapak pembelahan, enzim sekatan boleh terdiri daripada empat (04) jenis berbeza: Jenis I, Jenis II, Jenis III dan Jenis IV. Selain daripada tapak belahan, faktor seperti komposisi, keperluan faktor bersama dan keadaan jujukan sasaran diambil kira apabila membezakan enzim sekatan kepada empat kumpulan.
Semasa pembelahan molekul DNA, tapak pembelahan boleh sama ada di tapak sekatan itu sendiri atau pada jarak dari tapak sekatan. Enzim sekatan mencipta dua hirisan melalui setiap tulang belakang gula-fosfat dalam heliks berganda DNA.
Rajah 02: Enzim Sekatan
Enzim sekatan didapati terutamanya dalam Achaea dan bakteria. Mereka menggunakan enzim ini sebagai mekanisme pertahanan terhadap virus yang menyerang. Enzim sekatan membelah DNA asing (patogenik) tetapi bukan DNA mereka sendiri. DNA mereka sendiri dilindungi oleh enzim yang dikenali sebagai metiltransferase, yang membuat pengubahsuaian dalam DNA perumah dan menghalang pembelahan.
Enzim sekatan Jenis I mempunyai tapak pembelahan yang jauh dari tapak pengecaman. Fungsi enzim memerlukan ATP dan protein, S-adenosyl-L-metionine. Enzim sekatan jenis I dianggap berbilang fungsi kerana kehadiran kedua-dua aktiviti sekatan dan metilase. Enzim sekatan jenis II membelah dalam tapak pengecaman itu sendiri atau pada jarak yang lebih dekat dengannya. Ia hanya memerlukan magnesium (Mg) untuk fungsinya. Enzim sekatan jenis II hanya mempunyai satu fungsi dan bebas daripada metilase.
Apakah Persamaan Antara CRISPR dan Enzim Sekatan?
- CRISPR dan enzim sekatan ialah alat penting dalam pengubahsuaian gen.
- Sebahagian daripada CRISPR atau Cas9 dan enzim sekatan ialah endonuklease.
- Keduanya boleh mengenali jujukan DNA ciri dan membelah DNA.
- Ia terdapat dalam bakteria dan arkea.
- Kedua-dua CRISPR dan enzim sekatan adalah khusus jujukan.
Apakah Perbezaan Antara CRISPR dan Enzim Sekatan?
Sistem CRISPR-Cas ialah sistem imun prokariotik yang memberikan ketahanan terhadap unsur genetik asing. Sebaliknya, enzim sekatan ialah endonuklease yang mengiktiraf urutan tertentu nukleotida dan menghasilkan potongan beruntai dua dalam DNA. Jadi, inilah perbezaan utama antara CRISPR dan enzim sekatan.
Selain itu, CRISPR- membenarkan pemotongan yang sangat tepat. Berbanding dengan itu, pembelahan enzim sekatan adalah kurang tepat. Tambahan pula, CRISPR ialah teknik lanjutan manakala enzim sekatan adalah primitif.
Di bawah maklumat grafik meringkaskan perbezaan antara CRISPR dan enzim sekatan.
Ringkasan – CRISPR lwn Enzim Sekatan
CRISPR dan enzim sekatan ialah dua jenis teknik yang digunakan dalam pengubahsuaian gen. CRISPR ialah perlindungan imun adaptif yang dilaksanakan dalam sesetengah bakteria terhadap pencerobohan berasaskan DNA asing. Ia adalah mekanisme pertahanan semula jadi. Sebaliknya, enzim sekatan ialah endonuklease yang membelah DNA rantai dua. Kedua-dua CRISPR dan enzim sekatan mampu memotong DNA kepada segmen kecil. Walau bagaimanapun, kedua-duanya adalah khusus urutan. Berbanding dengan CRISPR, enzim sekatan adalah primitif. CRISPR membenarkan pemotongan yang sangat tepat daripada enzim sekatan. Jadi, ini ialah ringkasan perbezaan antara CRISPR dan enzim sekatan.
