Ključna razlika između ZFN TALEN-a i CRISPR-a je u tome što je ZFN umjetna tehnika za uređivanje gena koja se temelji na nukleazama cinkovog prsta sastavljenih od domene cinkovog prsta i domene endonukleaze Fok1. U međuvremenu, TALEN je umjetna tehnika za uređivanje gena koja se temelji na fuzijskim proteinima koji se sastoje od bakterijskog TALE proteina i Fok1 endonukleaze, a CRISPR je prirodni obrambeni mehanizam bakterija temeljen na RNK koji pokreću dvije vrste RNK i pridruženi Cas proteini.
Alati za uređivanje gena temelje se na projektiranim nukleazama koje se sastoje od veznih domena specifičnih za sekvencu i modula nespecifičnog cijepanja DNA. ZFN, TALEN i CRISPR su tri vrste tehnika uređivanja gena. ZEN i TALEN su sustavi koje je stvorio čovjek, dok je CRISPR prirodni sustav koji se javlja u bakterijama. Sva tri sustava prepoznaju sekvence i cijepaju ciljnu DNK. Nukleaze cinkovog prsta sastoje se od domene cinkovog prsta i Fok1 endonukleaze. TALEN se sastoji od bakterijskog TALE proteina i Fok1 endonukleaze. CRISPR se sastoji od dvije RNA (trans-aktivirajuća crRNA i jedna vodeća RNA).
Što je ZFN?
ZFN je alat za uređivanje gena koji se temelji na nukleazama cinkovog prsta. Nukleaze cinkovog prsta su kimerne nukleaze koje se sastoje od domena vezanja DNA specifičnih za sekvencu i domena nespecifičnog cijepanja DNA iz FokI restrikcijske endonukleaze. Ovo je umjetna tehnologija za uređivanje genoma koja omogućuje širok raspon modifikacija gena induciranjem dvolančanih prekida u DNK.
Slika 01: ZFN
ZFN je važan alat pri uvođenju ciljanih promjena u biljke i nekoliko vrsta usjeva. Omogućuje ugradnju vrijednih svojstava u biljke. Štoviše, ZFN ima terapijski potencijal budući da je u stanju izvršiti preciznu genetsku modifikaciju kako bi učinkovito uklonio simptome.
Što je TALEN?
Nukleaze slične aktivatoru transkripcije (TALEN) je alat za uređivanje gena koji se temelji na kimernim nukleazama sličnim ZFN. To je također umjetna tehnologija za uređivanje genoma. TALEN inducira modifikaciju gena inducirajući dvolančane prekide u DNA. TALEN-ovi se sastoje od DNA-vezujućih domena specifičnih za sekvencu spojenih s nespecifičnim modulom cijepanja DNA. Stoga ima FokI domene cijepanja i DNA-vezne domene izvedene iz TALE proteina.
Slika 02: TALEN
TALE proteini se prirodno pojavljuju u bakterijskom rodu Xanthomonas. Ovi proteini sadrže DNA vezne domene koje se sastoje od niza od 33-35 aminokiselinskih ponavljajućih domena. Jedna od glavnih prednosti TALEN-a u odnosu na ZFN je ta da se specifičnost vezanja DNA vezne domene može promijeniti u TALEN-u modificiranjem ponavljanja 33-34 aminokiseline.
Što je CRISPR?
CRISPR je kratica za Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. To je prirodni obrambeni mehanizam temeljen na RNK koji se izvodi u bakterijama. Zapravo, to je mehanizam za uređivanje genoma koji se posebno koristi protiv virusa. Virus ili strani napadač mogu aktivirati ovaj sustav u bakterijama. CRISPR radi zajedno s proteinom povezanim s CRISPR-om (Cas9).
CRISPR sastoji se od dvije RNA: trans-aktivirajuće crRNA i jedne RNA vodiča. Stoga prepoznavanje CRISPR-a ovisi o obje ove RNA. Kada virusna DNK uđe u bakterijsku stanicu, CRISPR lokus proizvodi vodeću RNK, koja prati Cas proteine da dosegnu i vežu se s virusnom DNK i cijepaju se na određenom mjestu. Jednom kada se virusna DNK cijepa, postaje neaktivna zbog utišavanja patogene DNK. Dakle, CRISPR sustav hvata, cijepa i deaktivira viruse uz pomoć Cas proteina.
Slika 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 koristi se kao sustav za uređivanje genoma. To je novija tehnologija. Ova tehnologija je vrlo jednostavna, učinkovita i isplativa u odnosu na druge tehnike uređivanja genoma. U usporedbi sa ZFN i TALEN, CRISPR/Cas9 sustav učinkovit je alat za induciranje ciljanih promjena genoma.
Koje su sličnosti između ZFN TALEN-a i CRISPR-a?
- ZFN, TALEN i CRISPR su tehnike uređivanja gena.
- Sva tri alata bit će obećavajuće tehnike u ispravljanju genetskih uzroka mnogih bolesti.
- Međutim, pokazuju ograničenja u ciljanju, nesavršenu specifičnost i ciljanje gena.
- Sva tri sustava mogu izazvati dvostruke prekide.
Koja je razlika između ZFN TALEN i CRISPR?
ZFN je tehnika za uređivanje gena koja se temelji na nukleazama cinkovog prsta dok je TALEN tehnika za uređivanje gena koja se temelji na fuzijskim proteinima koji se sastoje od bakterijskog TALE proteina i Fok1 endonukleaze, a CRISPR je prirodni bakterijski obrambeni mehanizam temeljen na RNK koji se pokreće pomoću dvije vrste RNA i pridruženih Cas proteina. Dakle, ovo je ključna razlika između ZFN TALEN i CRISPR.
Infografika ispod navodi razlike između ZFN TALEN-a i CRISPR-a u tabelarnom obliku za usporedbu.
Sažetak – ZFN vs TALEN vs CRISPR
ZFN, TALEN i CRISPR su tehnologije za uređivanje gena. CRISPR je najnovija tehnologija koja pokazuje bolju učinkovitost, izvedivost i višestruku kliničku primjenu. I ZFN i TALEN su umjetni alati koje je napravio čovjek, dok je CRISPR obrambeni mehanizam bakterija. I ZFN i TALEN su projektirane nukleaze. CRISPR se sastoji od dvije vrste RNA koje se povezuju s Cas proteinima. Dakle, ovo je sažetak razlike između ZFN TALEN i CRISPR.
