Diferencia entre CRISPR y enzimas de restricción

El diferencia clave entre CRISPR y enzimas de restricción es que CRISPR es un mecanismo de defensa inmune procariota natural que se ha utilizado recientemente para la edición y modificación de genes eucariotas mientras Las enzimas de restricción son tijeras biológicas que escinden las moléculas de ADN en sustancias más pequeñas.

La edición del genoma y la modificación de genes son campos interesantes e innovadores en genética y biología molecular. Estudios de terapia génica utilizan ampliamente la modificación génica. Además, la modificación del gen es útil para identificar las propiedades del gen, la funcionalidad del gen y cómo las mutaciones en el gen podrían afectar su función. Es importante obtener formas eficientes y confiables de hacer cambios precisos y específicos en el genoma de las células vivas. Las enzimas CRISPR y Restricciones juegan un papel clave en las modificaciones de genes. CRISPR modifica genes con alta precisión. Las enzimas de restricción funcionan como tijeras biológicas que escinden las moléculas de ADN en sustancias más pequeñas.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es CRISPR? 
3. ¿Qué son las enzimas de restricción?
4. Similitudes entre CRISPR y enzimas de restricción
5. Comparación de lado a lado - Enzimas CRISPR vs Restricción en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es CRISPR??

El sistema CRISPR es un mecanismo natural presente en algunas bacterias, incluida mi. coli y arquea. Es una protección inmune adaptativa contra invasiones extranjeras basadas en ADN. Además, es un mecanismo específico de secuencia. El sistema CRISPR contiene varios elementos repetidos de ADN. Estos elementos se intercalan con secuencias cortas de "espaciador" derivadas del ADN extraño y múltiples genes CAS.  Algunos de los genes CAS son nucleasas. Por lo tanto, el sistema inmune completo se conoce como el sistema CRISPR/CAS.

El sistema CRISPR/CAS funciona en cuatro pasos:

1. El sistema une genéticamente los segmentos de fago invasor y de ADN plásmido en loci CRISPR (llamado paso de adquisición de espaciadores).
2. Paso de maduración de ARNr: el huésped transcribe y procesa loci CRISPR para generar ARN CRISPR maduro (ARNr) que contiene tanto elementos de repetición CRISPR como el elemento espaciador integrado.
3. El ARNr detecta secuencias de ADN homólogas mediante emparejamiento de bases complementarias. Esto es importante cuando hay una infección presente y un agente infeccioso está presente.
4. Paso de interferencia objetivo: el ARNr detecta el ADN extraño, forma un complejo con el ADN extraño y protege al huésped contra el ADN extranjero.

En la actualidad, el sistema CRISPR/CAS9 se usa para alterar o modificar el genoma de los mamíferos mediante represión de transcripción o activación. Las células de los mamíferos pueden responder a las interrupciones de ADN mediadas por CRISPR/CAS9 mediante la adopción del mecanismo de reparación. Se puede hacer utilizando el método de unión de extremo no homólogo (NHEJ) o la reparación dirigida por homología (HDR). Ambos mecanismos de reparación tienen lugar al introducir descansos de doble cadena. Esto da como resultado la edición de genes de los mamíferos. NHEJ puede conducir a la ablación de mutaciones genéticas y puede usarse para crear una pérdida de efectos de función. HDR se puede utilizar para introducir mutaciones puntuales específicas o introducir segmentos de ADN de longitud variable. En la actualidad, el sistema CRISPR/ CAS se utiliza en los campos de aplicaciones terapéuticas, biomédicas, agrícolas y de investigación.

¿Qué son las enzimas de restricción??

Una enzima de restricción, más comúnmente denominada endonucleasa de restricción, tiene la capacidad de escindir moléculas de ADN en pequeños fragmentos. El proceso de escisión ocurre cerca o en un sitio de reconocimiento especial de la molécula de ADN llamado sitio de restricción. Un sitio de reconocimiento generalmente está compuesto por 4-8 pares de bases. Dependiendo del sitio de escisión, las enzimas de restricción pueden ser de cuatro (04) diferentes tipos: Tipo I, Tipo II, Tipo III y Tipo IV. Además del sitio de escisión, se tienen en cuenta factores como la composición, el requisito de los co-factores y la condición de la secuencia objetivo al diferenciar las enzimas de restricción en cuatro grupos.

Durante la escisión de las moléculas de ADN, el sitio de escisión puede estar en el sitio de restricción en sí o a una distancia del sitio de restricción.  Las enzimas de restricción crean dos incisiones a través de cada una de las redes troncales de fosfato de azúcar en la doble hélice de ADN.

Figura 02: Enzimas de restricción

Las enzimas de restricción se encuentran principalmente en Achaea y bacterias. Utilizan estas enzimas como mecanismo de defensa contra los virus invasores. Las enzimas de restricción escinden el ADN extraño (patógeno) pero no su propio ADN. Su propio ADN está protegido por una enzima conocida como metiltransferasa, lo que hace modificaciones en el ADN del huésped y evita la escisión.

La enzima de restricción tipo I posee un sitio de escisión que está lejos del sitio de reconocimiento. El funcionamiento de la enzima requiere ATP y la proteína, S-adenosil-L-metionina. La enzima de restricción tipo I se considera multifuncional debido a la presencia de restricciones y actividades de metilasa. Las enzimas de restricción tipo II se escinden dentro del sitio de reconocimiento en sí o a una distancia más cercana a él.  Solo requiere magnesio (mg) para su función. Las enzimas de restricción tipo II tienen solo una función y son independientes de la metilasa.

¿Cuáles son las similitudes entre CRISPR y las enzimas de restricción??

• CRISPR y las enzimas de restricción son herramientas importantes en la modificación génica.
• Parte de CRISPR o CAS9 y las enzimas de restricción son endonucleasas.
• Ambos pueden reconocer secuencias de ADN características y ADN de escisión.
• Están presentes en bacterias y arquea.
• Tanto CRISPR como las enzimas de restricción son específicas de la secuencia.

¿Cuál es la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción??

El sistema CRISPR-CAS es un sistema inmune procariota que confiere resistencia a elementos genéticos extraños. Por otro lado, las enzimas de restricción son endonucleasas que reconocen una secuencia específica de nucleótidos y producen un corte doble en el ADN. Entonces, esta es la diferencia clave entre CRISPR y las enzimas de restricción.

Además, CRISPR- permite cortes extremadamente precisos. En comparación con eso, la escisión enzimática de restricción es menos precisa. Además, CRISPR es una técnica avanzada, mientras que las enzimas de restricción son primitivas.

A continuación, la infografía resume la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción.

Resumen -Enzimas CRISPR vs Restricción

Las enzimas CRISPR y de restricción son dos tipos de técnicas utilizadas en la modificación génica. CRISPR es la protección inmune adaptativa ejecutada en algunas bacterias contra invasiones extrañas basadas en ADN. Es un mecanismo de defensa natural. Por el contrario, las enzimas de restricción son endonucleasas que se escinden el ADN de doble cadena. Tanto CRISPR como las enzimas de restricción pueden cortar el ADN en segmentos pequeños. Sin embargo, ambos son específicos de la secuencia. En comparación con CRISPR, las enzimas de restricción son primitivas. CRISPR permite cortes extremadamente precisos que las enzimas de restricción. Entonces, este es el resumen de la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción.

Referencia:

1. "Desde enzimas de restricción hasta CRISPR-CAS9." Max Planck Gesellschaft, Disponible aquí. 2. McDonald, James. "La revolución será genetizada: desde enzimas de restricción hasta CRISPR." Jstor diario, 2016, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "4qyz" de Boghog - Trabajo propio (CC By -SA 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Sitio de restricción de ECORV.RSH ”por Ramin Herati - Creado con Inkscape (dominio público) a través de Commons Wikimedia