ZFN TALEN мен CRISPR арасындағы негізгі айырмашылық мынада: ZFN – мырыш саусақ доменінен және Fok1 эндонуклеаза доменінен тұратын мырыш саусақ нуклеазаларына негізделген жасанды генді өңдеу әдісі. Сонымен қатар, TALEN – бактериялық TALE протеині мен Fok1 эндонуклеазасынан тұратын синтез белоктарына негізделген жасанды генді өңдеу әдісі, ал CRISPR – РНҚ-ның екі түрі мен байланысты Cas ақуыздарымен басқарылатын табиғи РНҚ негізіндегі бактериялық қорғаныс механизмі.
Генді өңдеу құралдары ретті байланыстыру домендері мен спецификалық емес ДНҚ бөліну модульдерінен тұратын инженерлік нуклеазаларға негізделген. ZFN, TALEN және CRISPR - генді өңдеу әдістерінің үш түрі. ZEN және TALEN - жасанды жүйелер, ал CRISPR - бактерияларда кездесетін табиғи жүйе. Барлық үш жүйе тізбектерді таниды және мақсатты ДНҚ-ны ажыратады. Мырыш саусақ нуклеазалары мырыш саусақ доменінен және Fok1 эндонуклеазасынан тұрады. TALENs бактериялық TALE протеинінен және Fok1 эндонуклеазасынан тұрады. CRISPR екі РНҚ-дан тұрады (транс-белсендендіруші крРНҚ және бір бағыттаушы РНҚ).
ZFN дегеніміз не?
ZFN – мырыш-саусақ нуклеазаларына негізделген генді өңдеу құралы. Мырыш саусақ нуклеазалары - бұл FokI рестрикциялық эндонуклеазадан алынған дәйектілік-спецификалық ДНҚ-байланыстырушы домендерден және спецификалық емес ДНҚ-ны ыдыратушы домендерден тұратын химерлі нуклеазалар. Бұл ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді индукциялау арқылы гендік модификациялардың кең ауқымын қамтамасыз ететін қолдан жасалған геномды өңдеу технологиясы.
01-сурет: ZFN
ZFN - өсімдіктер мен бірнеше дақыл түрлеріне мақсатты өзгерістер енгізу кезінде маңызды құрал. Ол өсімдіктерге құнды белгілерді енгізуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ZFN емдік әлеуетке ие, өйткені ол симптомдарды тиімді жою үшін нақты генетикалық модификацияны жасай алады.
TALEN деген не?
Транскрипция активаторы тәрізді нуклеазалар (TALEN) – ZFN ұқсас химерикалық нуклеазаларға негізделген генді өңдеу құралы. Бұл сондай-ақ адам жасаған геномды өңдеу технологиясы. TALEN ДНҚ-да қос тізбекті үзілістерді индукциялау арқылы гендік модификацияны индукциялайды. TALENs спецификалық емес ДНҚ бөліну модулімен біріктірілген дәйектілік-спецификалық ДНҚ-байланыстырушы домендерден тұрады. Сондықтан оның FokI бөліну домендері және TALE ақуыздарынан алынған ДНҚ-байланыстырушы домендері бар.
02-сурет: TALEN
TALE ақуыздары табиғи түрде Xanthomonas бактериялық тұқымда кездеседі. Бұл ақуыздарда 33-35 аминқышқылдарының қайталанатын домендерінің сериясынан тұратын ДНҚ байланыстыратын домендер бар. TALEN-тің ZFN-ге қарағанда маңызды артықшылықтарының бірі - ДНҚ байланыстыру доменінің байланысу ерекшелігін TALEN-де 33-34 аминқышқылдарының қайталануына модификациялар енгізу арқылы өзгертуге болады.
CRISPR дегеніміз не?
CRISPR – Кластерленген реттеуші аралық қысқа палиндромдық қайталауларды білдіреді. Бұл бактерияларда орындалатын табиғи РНҚ негізіндегі қорғаныс механизмі. Шын мәнінде, бұл әсіресе вирустарға қарсы қолданылатын геномды өңдеу механизмі. Вирус немесе бөгде шабуылшы бактериялардағы бұл жүйені белсендіруі мүмкін. CRISPR CRISPR байланысты протеинмен (Cas9) бірге жұмыс істейді.
CRISPR екі РНҚ-дан тұрады: трансактивті крРНҚ және бір бағыттаушы РНҚ. Сондықтан CRISPR тану осы РНҚ-ның екеуіне де байланысты. Вирустық ДНҚ бактериялық жасушаға енгенде, CRISPR локусы бағыттаушы РНҚ шығарады, ол Cas протеиндерін вирустық ДНҚ-ға жету және байланыстыру және белгілі бір жерде ыдырату үшін алып жүреді. Вирустық ДНҚ бөлінгеннен кейін ол патогендік ДНҚ-ның дыбыссыздануына байланысты белсенді емес болады. Демек, CRISPR жүйесі Cas протеиндерінің көмегімен вирустарды ұстайды, ажыратады және белсендірмейді.
03-сурет: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 геномды өңдеу жүйесі ретінде пайдаланылады. Бұл соңғы технология. Бұл технология геномды өңдеудің басқа әдістеріне қарағанда өте қарапайым, тиімді және үнемді. ZFN және TALEN-пен салыстырғанда, CRISPR/Cas9 жүйесі мақсатты геномдық өзгерістерді индукциялауда тиімді құрал болып табылады.
ZFN TALEN және CRISPR арасында қандай ұқсастықтар бар?
- ZFN, TALEN және CRISPR – генді өңдеу әдістері.
- Үш құрал да көптеген аурулардың артында тұрған генетикалық себептерді түзетудің перспективалы әдістері болады.
- Алайда олар мақсаттылық, жетілмеген ерекшелік және гендік мақсаттылық бойынша шектеулерді көрсетеді.
- Үш жүйе де қос тізбек үзілістерін тудыруы мүмкін.
ZFN TALEN мен CRISPR арасындағы айырмашылық неде?
ZFN – мырыш саусақ нуклеазаларына негізделген генді өңдеу әдісі, ал TALEN – бактериялық TALE протеині мен Fok1 эндонуклеазасынан тұратын синтез белоктарына негізделген генді өңдеу әдісі және CRISPR – басқарылатын табиғи РНҚ негізіндегі бактериялық қорғаныс механизмі. РНҚ-ның екі түрі және байланысты Cas ақуыздары арқылы. Сонымен, бұл ZFN TALEN мен CRISPR арасындағы негізгі айырмашылық.
Төмендегі инфографика ZFN TALEN мен CRISPR арасындағы айырмашылықтарды қатар салыстыру үшін кесте түрінде көрсетеді.
Қорытынды – ZFN және TALEN және CRISPR
ZFN, TALEN және CRISPR – генді өңдеу технологиялары. CRISPR - тиімділікті, орындылықты және көп рөлді клиникалық қолдануды көрсететін соңғы технология. ZFN және TALEN екеуі де қолдан жасалған жасанды құралдар, ал CRISPR - бактериялардан қорғау механизмі. ZFN және TALEN екеуі де инженерлік нуклеазалар. CRISPR Cas ақуыздарымен байланысатын екі РНҚ түрінен тұрады. Осылайша, бұл ZFN TALEN мен CRISPR арасындағы айырмашылықтың қысқаша мазмұны.
