La diferencia clave entre CRISPR y las enzimas de restricción es que CRISPR es un mecanismo de defensa inmunitaria procariota natural que se ha utilizado recientemente para la edición y modificación de genes eucariotas, mientras que las enzimas de restricción son tijeras biológicas que dividen 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. Los estudios de terapia génica utilizan ampliamente la modificación genética. Además, la modificación de genes 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 derivar formas eficientes y confiables para realizar cambios precisos y específicos en el genoma de las células vivas. CRISPR y las enzimas de restricción juegan un papel clave en las modificaciones genéticas. CRISPR modifica genes con alta precisión. Las enzimas de restricción funcionan como tijeras biológicas que dividen las moléculas de ADN en sustancias más pequeñas.
¿Qué es CRISPR?
El sistema CRISPR es un mecanismo natural presente en algunas bacterias, incluidas E. coli y Archea. Es una protección inmunitaria adaptativa contra invasiones extrañas basadas en ADN. Además, es un mecanismo específico de secuencia. El sistema CRISPR contiene varios elementos repetidos de ADN. Estos elementos están intercalados con secuencias "espaciadoras" cortas derivadas de ADN extraño y múltiples genes Cas. Algunos de los genes Cas son nucleasas. Por lo tanto, el sistema inmunitario completo se denomina sistema CRISPR/Cas.
El sistema CRISPR/Cas funciona en cuatro pasos:
- El sistema que une genéticamente segmentos de ADN de plásmidos y fagos invasores (espaciadores) en loci CRISPR (llamado paso de adquisición de espaciadores).
- Paso de maduración del ARNcr: el huésped transcribe y procesa los loci CRISPR para generar ARN CRISPR maduro (ARNcr) que contiene elementos repetidos CRISPR y el elemento espaciador integrado.
- El crRNA detecta secuencias homólogas de ADN por emparejamiento de bases complementarias. Esto es importante cuando hay una infección y un agente infeccioso.
- Paso de interferencia del objetivo: el crRNA detecta el ADN extraño, forma un complejo con el ADN extraño y protege al huésped contra el ADN extraño.
En la actualidad, el sistema CRISPR/Cas9 se utiliza para alterar o modificar el genoma de los mamíferos mediante la represión o la activación de la transcripción. Las células de mamífero pueden responder a roturas de ADN mediadas por CRISPR/Cas9 adoptando un mecanismo de reparación. Se puede realizar utilizando el método de unión de extremos no homólogos (NHEJ) o la reparación dirigida por homología (HDR). Ambos mecanismos de reparación tienen lugar mediante la introducción de roturas de doble cadena. Esto da como resultado la edición de genes de mamíferos. NHEJ puede conducir a la ablación de mutaciones genéticas y puede usarse para crear efectos de pérdida 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 conocida como endonucleasa de restricción, tiene la capacidad de dividir 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 se compone típicamente de 4-8 pares de bases. Dependiendo del sitio de escisión, las enzimas de restricción pueden ser de cuatro (04) tipos diferentes: Tipo I, Tipo II, Tipo III y Tipo IV. Además del sitio de escisión, se tienen en cuenta factores como la composición, la necesidad de cofactores y la condición de la secuencia diana 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 mismo sitio de restricción oa una distancia del sitio de restricción. Las enzimas de restricción crean dos incisiones a través de cada uno de los esqueletos de azúcar-fosfato en la doble hélice del ADN.
Figura 02: Enzimas de restricción
Las enzimas de restricción se encuentran principalmente en Acaya 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, que modifica el ADN del huésped y evita la escisión.
La enzima de restricción de tipo I posee un sitio de corte 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 de tipo I se considera multifuncional debido a la presencia de actividades de restricción y metilasa. Las enzimas de restricción de tipo II se escinden dentro del propio sitio de reconocimiento o a una distancia más cercana. Solo requiere magnesio (Mg) para su función. Las enzimas de restricción de tipo II tienen una sola 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 de genes.
- Parte de CRISPR o Cas9 y las enzimas de restricción son endonucleasas.
- Ambos pueden reconocer secuencias de ADN características y dividir el ADN.
- Están presentes en bacterias y arqueas.
- Tanto CRISPR como las enzimas de restricción son específicas de secuencia.
¿Cuál es la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción?
El sistema CRISPR-Cas es un sistema inmunitario procariótico 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 de doble cadena 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 de la enzima de restricción es menos precisa. Además, CRISPR es una técnica avanzada, mientras que las enzimas de restricción son primitivas.
La siguiente infografía resume la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción.
Resumen: CRISPR frente a enzimas de restricción
CRISPR y las enzimas de restricción son dos tipos de técnicas utilizadas en la modificación de genes. CRISPR es una protección inmune adaptativa ejecutada en algunas bacterias contra invasiones basadas en ADN extraño. Es un mecanismo de defensa natural. Por el contrario, las enzimas de restricción son endonucleasas que escinden el ADN de doble cadena. Tanto CRISPR como las enzimas de restricción pueden cortar el ADN en pequeños segmentos. Sin embargo, ambos son específicos de secuencia. En comparación con CRISPR, las enzimas de restricción son primitivas. CRISPR permite cortes extremadamente precisos que las enzimas de restricción. Este es el resumen de la diferencia entre CRISPR y las enzimas de restricción.
