Différence entre CRISPR et enzymes de restriction

Le différence clé Entre CRISPR et les enzymes de restriction est que CRISPR est un mécanisme de défense immunitaire procaryote naturel qui a été récemment utilisé pour l'édition et la modification des gènes eucaryotes pendant que Les enzymes de restriction sont des ciseaux biologiques qui clivent des molécules d'ADN en substances plus petites.

L'édition du génome et la modification des gènes sont des domaines intéressants et innovants en génétique et biologie moléculaire. Les études de thérapie génique utilisent largement la modification des gènes. De plus, la modification des gènes est utile pour identifier les propriétés du gène, la fonctionnalité du gène et comment les mutations du gène pourraient affecter sa fonction. Il est important de dériver des moyens efficaces et fiables de faire des changements précis et ciblés au génome des cellules vivantes. CRISPR et restrictions Les enzymes jouent un rôle clé dans les modifications des gènes. CRISPR modifie les gènes à haute précision. Les enzymes de restriction fonctionnent comme des ciseaux biologiques qui clivent des molécules d'ADN en substances plus petites.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que CRISPR 
3. Que sont les enzymes de restriction
4. Similitudes entre CRISPR et Enzymes de restriction
5. Comparaison côte à côte - enzymes de restriction CRISPR vs sous forme tabulaire
6. Résumé

Qu'est-ce que CRISPR?

Le système CRISPR est un mécanisme naturel présent dans certaines bactéries, notamment E. coli et archéa. Il s'agit d'une protection immunitaire adaptative contre les invasions à base d'ADN étrangère. De plus, c'est un mécanisme spécifique à la séquence. Le système CRISPR contient plusieurs éléments de répétition d'ADN. Ces éléments sont entrecoupés de courtes séquences «d'espaceur» dérivées de l'ADN étranger et des gènes CAS multiples.  Certains des gènes CAS sont des nucléases. Ainsi, le système immunitaire complet est appelé système CRISPR / CAS.

Le système CRISPR / CAS fonctionne en quatre étapes:

1. Le système attachant génétiquement les segments d'ADN des phages et des plasmides (espaceurs) dans des loci CRISPR (appelée étape d'acquisition de l'espaceur).
2. Étape de maturation du CRRNA - L'hôte transcrit et traite les loci CRISPR pour générer l'ARN CRISPR mature (CRRNA) contenant les deux éléments de répétition CRISPR et l'élément d'espaceur intégré.
3. L'ARRNA détecte les séquences d'ADN homologues par appariement de base complémentaire. Ceci est important lorsqu'une infection est présente et qu'un agent infectieux est présent.
4. Étape d'interférence cible - Le CRRNA détecte l'ADN étranger, forme un complexe avec l'ADN étranger et protège l'hôte contre l'ADN étranger.

À l'heure actuelle, le système CRISPR / CAS9 est utilisé pour modifier ou modifier le génome des mammifères par répression de transcription ou activation. Les cellules de mammifères peuvent répondre aux ruptures d'ADN médiatisées CRISPR / CAS9 en adoptant un mécanisme de réparation. Cela peut être fait en utilisant la méthode d'adhésion à l'extrémité non homologue (NHEJ) ou une réparation dirigée par l'homologie (HDR). Ces deux mécanismes de réparation ont lieu en introduisant des pauses double brin. Il en résulte une modification des gènes des mammifères. NHEJ peut conduire à l'ablation des mutations génétiques et peut être utilisée pour créer une perte d'effets de fonction. HDR peut être utilisé pour introduire des mutations ponctuelles spécifiques ou introduire des segments d'ADN de longueur variable. À l'heure actuelle, le système CRISPR / CAS est utilisé dans les domaines des applications thérapeutiques, biomédicales, agricoles et de recherche.

Que sont les enzymes de restriction?

Une enzyme de restriction, plus communément appelée endonucléase de restriction, a la capacité de cliver les molécules d'ADN en petits fragments. Le processus de clivage se produit à proximité ou à un site de reconnaissance spécial de la molécule d'ADN appelée site de restriction. Un site de reconnaissance est généralement composé de 4 à 8 paires de bases. Selon le site de clivage, les enzymes de restriction peuvent être de quatre (04) types différents: type I, type II, type III et type IV. Autre que le site de clivage, des facteurs tels que la composition, l'exigence de co-facteurs et l'état de la séquence cible sont pris en considération lors de la différenciation des enzymes de restriction en quatre groupes.

Pendant le clivage des molécules d'ADN, le site de clivage peut être soit sur le site de restriction lui-même, soit à distance du site de restriction.  Les enzymes de restriction créent deux incisions à travers chacun des squelette du sucre-phosphate dans la double hélice de l'ADN.

Figure 02: Enzymes de restriction

Les enzymes de restriction se trouvent principalement dans l'achaea et les bactéries. Ils utilisent ces enzymes comme mécanisme de défense contre les virus envahisseurs. Les enzymes de restriction clivent l'ADN étranger (pathogène) mais pas leur propre ADN. Leur propre ADN est protégé par une enzyme connue sous le nom de méthyltransférase, qui apporte des modifications dans l'ADN hôte et empêche le clivage.

L'enzyme de restriction de type I possède un site de clivage qui est loin du site de reconnaissance. Le fonctionnement de l'enzyme nécessite de l'ATP et de la protéine, S-adénosyl-L-méthionine. L'enzyme de restriction de type I est considérée comme multifonctionnelle en raison de la présence d'activités de restriction et de méthylase. Les enzymes de restriction de type II s'accompagnent du site de reconnaissance lui-même ou à une distance plus approfondie.  Il ne nécessite que du magnésium (mg) pour sa fonction. Les enzymes de restriction de type II n'ont qu'une seule fonction et sont indépendantes de la méthylase.

Quelles sont les similitudes entre CRISPR et les enzymes de restriction?

• CRISPR et les enzymes de restriction sont des outils importants dans la modification des gènes.
• Une partie de CRISPR ou CAS9 et les enzymes de restriction sont les endonucléases.
• Les deux peuvent reconnaître les séquences d'ADN caractéristiques et cliver l'ADN.
• Ils sont présents dans les bactéries et les archées.
• Les enzymes CRISPR et de restriction sont spécifiques à la séquence.

Quelle est la différence entre CRISPR et les enzymes de restriction?

Le système CRISPR-CAS est un système immunitaire procaryote qui confère une résistance aux éléments génétiques étrangers. D'un autre côté, les enzymes de restriction sont des endonucléases qui reconnaissent une séquence spécifique de nucléotides et produisent une coupe double brin dans l'ADN. C'est donc la principale différence entre CRISPR et les enzymes de restriction.

De plus, CRISPR- permet des coupes extrêmement précises. Par rapport à cela, le clivage des enzymes de restriction est moins précis. De plus, CRISPR est une technique avancée tandis que les enzymes de restriction sont primitives.

L'infographie ci-dessous résume la différence entre CRISPR et les enzymes de restriction.

Résumé - Enzymes CRISPR vs Restriction

CRISPR et les enzymes de restriction sont deux types de techniques utilisées dans la modification des gènes. CRISPR est une protection immunitaire adaptative exécutée dans certaines bactéries contre les invasions étranger à base d'ADN. C'est un mécanisme de défense naturel. En revanche, les enzymes de restriction sont des endonucléases qui clivent l'ADN double brin. Les enzymes CRISPR et de restriction sont capables de couper l'ADN en petits segments. Cependant, les deux sont spécifiques à la séquence. Par rapport à CRISPR, les enzymes de restriction sont primitives. CRISPR permet des coupes extrêmement précises que les enzymes de restriction. C'est donc le résumé de la différence entre CRISPR et les enzymes de restriction.

Référence:

1. «Des enzymes de restriction à CRISPR-CAS9." Max Planck Gesellschaft, Disponible ici. 2. McDonald, James. «La révolution sera génétique: des enzymes de restriction à CRISPR." Jstor quotidien, 2016, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. «4qyz» par Boghog - Propre travaux (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. «Site de restriction ECORV.RSH »par Ramin Herati - Créé avec Inkscape (Domaine public) via Commons Wikimedia