በ CRISPR እና በመገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት CRISPR በተፈጥሮ የተገኘ ፕሮካርዮቲክ በሽታን የመከላከል መከላከያ ዘዴ ሲሆን በቅርብ ጊዜ ለ eukaryotic ጂን ማስተካከያ እና ማሻሻያ ጥቅም ላይ የዋለ ኢንዛይሞች ደግሞ የዲኤንኤ ሞለኪውሎችን ወደ ትናንሽ ንጥረ ነገሮች የሚከፋፍሉ ባዮሎጂካል መቀሶች ናቸው።
የጂኖም አርትዖት እና የጂን ማሻሻያ በጄኔቲክስ እና ሞለኪውላር ባዮሎጂ ውስጥ አስደሳች እና አዳዲስ መስኮች ናቸው። የጂን ሕክምና ጥናቶች የጂን ማሻሻያዎችን በስፋት ይጠቀማሉ. ከዚህም በላይ የጂን ማሻሻያ የጂን ባህሪያትን፣ የጂንን ተግባራዊነት እና በጂን ውስጥ ያለው ሚውቴሽን ስራውን እንዴት እንደሚጎዳ ለመለየት ይጠቅማል።በህያዋን ሴሎች ጂኖም ላይ ትክክለኛ እና የታለሙ ለውጦችን ለማድረግ ቀልጣፋ እና አስተማማኝ መንገዶችን ማግኘት አስፈላጊ ነው። CRISPR እና ገደቦች ኢንዛይሞች በጂን ማሻሻያ ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታሉ። CRISPR ጂኖችን በከፍተኛ ትክክለኛነት ያስተካክላል። እገዳ ኢንዛይሞች የዲኤንኤ ሞለኪውሎችን ወደ ትናንሽ ንጥረ ነገሮች የሚከፋፍሉ እንደ ባዮሎጂካል መቀስ ይሰራሉ።
CRISPR ምንድን ነው?
የ CRISPR ስርዓት ኢ. ኮላይ እና አርኬን ጨምሮ በአንዳንድ ባክቴሪያዎች ውስጥ የሚገኝ ተፈጥሯዊ ዘዴ ነው። የውጭ ዲ ኤን ኤ ላይ የተመሰረቱ ወረራዎችን የሚከላከለው ተለዋዋጭ የመከላከያ መከላከያ ነው. ከዚህም በላይ, ተከታታይ-ተኮር ዘዴ ነው. የ CRISPR ስርዓት በርካታ የዲኤንኤ ተደጋጋሚ ንጥረ ነገሮችን ይዟል። እነዚህ ንጥረ ነገሮች ከባዕድ ዲ ኤን ኤ እና ከበርካታ ካስ ጂኖች በተገኙ አጭር የ "ስፔሰር" ቅደም ተከተሎች የተጠላለፉ ናቸው. አንዳንድ የካስ ጂኖች ኒውክሊየስ ናቸው። ስለዚህም ሙሉ የበሽታ መከላከያ ስርዓቱ CRISPR/Cas ሲስተም ይባላል።
የ CRISPR/Cas ስርዓት በአራት ደረጃዎች ይሰራል፡
- ስርአቱ ወራሪ ፋጅን እና ፕላዝማይድ ዲኤንኤ ክፍሎችን (ስፔሰርስ)ን ወደ CRISPR ሎሲ (የስፔሰር ማግኛ ደረጃ ተብሎ የሚጠራው) በዘረመል በማገናኘት ነው።
- crRNA የብስለት ደረጃ - አስተናጋጁ ሁለቱንም CRISPR ተደጋጋሚ አባሎችን እና የተቀናጀ የጠፈር አካልን የያዘ CRISPR loci ገልብጦ ያስኬዳል።
- CRRNA ተመሳሳይ የሆኑ የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን በማሟያ ቤዝ በማጣመር ይለያል። ይህ ኢንፌክሽን ሲኖር እና ተላላፊ ወኪል ሲገኝ አስፈላጊ ነው።
- የዒላማ ጣልቃገብነት ደረጃ - crRNA የውጭ ዲ ኤን ኤ ያገኛል፣ ከባዕድ ዲ ኤን ኤ ጋር ውስብስብ ይፈጥራል እና አስተናጋጁን ከባዕድ ዲ ኤን ኤ ይከላከላል።
በአሁኑ ጊዜ፣ CRISPR/Cas9 የአጥቢ እንስሳትን ጂኖም በመገለባበጥ ወይም በማግበር ለመቀየር ወይም ለማሻሻል ጥቅም ላይ ይውላል። አጥቢ ህዋሶች ለ CRISPR/Cas9 መካከለኛ ዲኤንኤ መግቻዎች የጥገና ዘዴን በመከተል ምላሽ መስጠት ይችላሉ።አንድም ግብረ-ሰዶማዊ ያልሆነ የመጨረሻ መቀላቀል ዘዴን (NHEJ) ወይም ግብረ ሰዶማዊ-ተኮር ጥገና (ኤችዲአር) በመጠቀም ሊከናወን ይችላል። እነዚህ ሁለቱም የመጠገን ዘዴዎች የሚከናወኑት ባለ ሁለት ገመድ እረፍቶችን በማስተዋወቅ ነው። ይህ የአጥቢ እንስሳትን ጂን ማረም ያስከትላል። NHEJ የጂን ሚውቴሽን መጥፋት ሊያስከትል ይችላል እና የተግባር ውጤቶች ማጣት ለመፍጠር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. HDR የተወሰኑ የነጥብ ሚውቴሽንን ለማስተዋወቅ ወይም የተለያየ ርዝመት ያላቸውን የዲኤንኤ ክፍሎችን ለማስተዋወቅ ሊያገለግል ይችላል። በአሁኑ ጊዜ የ CRISPR/Cas ስርዓት በህክምና፣ ባዮሜዲካል፣ ግብርና እና የምርምር አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
የገደብ ኢንዛይሞች ምንድናቸው?
የገደብ ኢንዛይም ፣በተለምዶ እንደ መገደብ endonuclease በመባል የሚታወቀው ፣የዲኤንኤ ሞለኪውሎችን ወደ ትናንሽ ቁርጥራጮች የመከፋፈል ችሎታ አለው። የመፍቻው ሂደት የዲኤንኤ ሞለኪዩል ልዩ እውቅና በሚሰጥበት ቦታ አቅራቢያ ወይም ገደብ ቦታ በሚባል ቦታ ላይ ይከሰታል። የማወቂያ ቦታ በተለምዶ ከ4-8 መሰረታዊ ጥንዶች የተዋቀረ ነው። በተሰነጠቀበት ቦታ ላይ በመመስረት እገዳ ኢንዛይሞች ከአራት (04) የተለያዩ ዓይነቶች ሊሆኑ ይችላሉ: ዓይነት I, ዓይነት II, ዓይነት III እና IV ዓይነት.ከተሰነጣጠለ ቦታ በተጨማሪ እንደ ቅንብር፣ የአብሮነት ሁኔታዎች አስፈላጊነት እና የዒላማው ቅደም ተከተል ሁኔታ ያሉ ሁኔታዎች የእገዳ ኢንዛይሞችን በአራት ቡድኖች ሲለዩ ግምት ውስጥ ይገባል።
የዲኤንኤ ሞለኪውሎች በሚሰነጣጥሩበት ወቅት፣ የመፍቻ ቦታው በራሱ በገዳቢው ቦታ ላይ ወይም ከእገዳው ቦታ ርቆ ሊሆን ይችላል። ገዳቢ ኢንዛይሞች በእያንዳንዱ የስኳር-ፎስፌት የጀርባ አጥንት በዲኤንኤ ድርብ ሄሊክስ ውስጥ ሁለት ቀዳዳዎችን ይፈጥራሉ።
ምስል 02፡ ገደብ ኢንዛይሞች
የመገደብ ኢንዛይሞች በዋነኛነት በአቻ እና በባክቴሪያ ውስጥ ይገኛሉ። እነዚህ ኢንዛይሞች ከወራሪ ቫይረሶች እንደ መከላከያ ዘዴ ይጠቀማሉ። እገዳው ኢንዛይሞች የውጭውን (በሽታ አምጪ) ዲ ኤን ኤውን ይሰብራሉ ነገር ግን የራሳቸው ዲ ኤን ኤ አይደለም።የራሳቸው ዲ ኤን ኤ ሜቲልትራንስፌሬዝ በሚባለው ኢንዛይም የተጠበቀ ነው፣ ይህም በአስተናጋጁ ዲ ኤን ኤ ውስጥ ማሻሻያዎችን ያደርጋል እና መቆራረጥን ይከላከላል።
አይነት I መገደብ ኢንዛይም ከመለያው ቦታ የራቀ የመለያ ቦታ አለው። የኢንዛይም አሠራር ATP እና ፕሮቲን, S-adenosyl-L-methionine ያስፈልገዋል. ዓይነት I ክልከላ ኢንዛይም ሁለገብ ተግባር ነው ተብሎ የሚታሰበው በሁለቱም ገደቦች እና ሜቲላሴስ እንቅስቃሴዎች በመኖሩ ነው። ዓይነት II ገደብ ኢንዛይሞች በማወቂያው ቦታ በራሱ ወይም በቅርብ ርቀት ውስጥ ይጣበቃሉ. ለሥራው ማግኒዥየም (ኤምጂ) ብቻ ያስፈልገዋል. ዓይነት II ገደብ ኢንዛይሞች አንድ ተግባር ብቻ አላቸው እና ከሜቲላሴስ ነፃ ናቸው።
በCRISPR እና ገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለው ተመሳሳይነት ምንድን ነው?
- CRISPR እና ገደብ ኢንዛይሞች ለጂን ማሻሻያ ጠቃሚ መሳሪያዎች ናቸው።
- የCRISPR ወይም Cas9 ክፍል እና እገዳ ኢንዛይሞች ኢንዶኑክሊየስ ናቸው።
- ሁለቱም ባህሪያዊ የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን ለይተው ማወቅ እና ዲኤንኤ መሰንጠቅ ይችላሉ።
- በባክቴሪያ እና አርኬያ ውስጥ ይገኛሉ።
- ሁለቱም CRISPR እና እገዳ ኢንዛይሞች በቅደም ተከተል-የተወሰኑ ናቸው።
በCRISPR እና ገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
CRISPR-Cas ስርዓት ለውጭ ጄኔቲክ ንጥረ ነገሮች የመቋቋም ችሎታ የሚሰጥ ፕሮካርዮቲክ በሽታ የመከላከል ስርዓት ነው። በሌላ በኩል፣ እገዳ ኢንዛይሞች የተወሰኑ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎችን የሚያውቁ እና በዲ ኤን ኤ ውስጥ ባለ ሁለት-ክሮች መቆራረጥን የሚያመርቱ ኢንዶኑክሊየስ ናቸው። ስለዚህ፣ ይህ በCRISPR እና በመገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ነው።
ከተጨማሪ፣ CRISPR- እጅግ በጣም ትክክለኛ ቁርጥኖችን ይፈቅዳል። ከዚያ ጋር ሲነጻጸር፣ ገደብ ኢንዛይም መሰንጠቅ ትክክለኛነቱ ያነሰ ነው። በተጨማሪም CRISPR የላቀ ቴክኒክ ሲሆን ገደብ ኢንዛይሞች ግን ጥንታዊ ናቸው።
ከታች ኢንፎግራፊክ በ CRISPR እና በመገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለውን ልዩነት ያጠቃልላል።
ማጠቃለያ - CRISPR vs ገደብ ኢንዛይሞች
CRISPR እና እገዳ ኢንዛይሞች በጂን ማሻሻያ ውስጥ ሁለት አይነት ቴክኒኮች ናቸው። CRISPR በአንዳንድ ባክቴሪያዎች ከውጭ ዲኤንኤ ላይ የተመሰረቱ ወረራዎችን ለመከላከል የሚተገበር የሰውነት መከላከያ ነው። ተፈጥሯዊ የመከላከያ ዘዴ ነው. በአንጻሩ፣ እገዳ ኢንዛይሞች ድርብ-ክር ያለው ዲ ኤን ኤ የሚቆርጡ ኢንዶኑክሊየስ ናቸው። ሁለቱም CRISPR እና እገዳ ኢንዛይሞች ዲኤንኤን ወደ ትናንሽ ክፍሎች መቁረጥ ይችላሉ. ሆኖም ግን, ሁለቱም በቅደም ተከተል-ተኮር ናቸው. ከ CRISPR ጋር ሲነጻጸር, እገዳ ኢንዛይሞች ጥንታዊ ናቸው. CRISPR ከመገደብ ኢንዛይሞች ይልቅ እጅግ በጣም ትክክለኛ ቁርጥኖችን ይፈቅዳል። ስለዚህ፣ ይህ በCRISPR እና በመገደብ ኢንዛይሞች መካከል ያለው ልዩነት ማጠቃለያ ነው።
