¿Cuál es la diferencia entre ZFN TALEN y CRISPR?

Que diferencia principal entre ZFN TALEN y CRISPR es que ZFN es una técnica de edición de genes artificial basada en nucleasas con dedos de zinc que consisten en un dominio de dedos de zinc y un dominio de endonucleasa Fok1. Mientras tanto, TALEN es una técnica de edición de genes artificial basada en proteínas de fusión compuestas por una proteína TALE bacteriana y endonucleasa Fok1, y CRISPR es un mecanismo de defensa bacteriano basado en ARN natural alimentado por dos tipos de ARN y proteínas Cas asociadas.

Las herramientas de edición de genes se basan en nucleasas modificadas genéticamente, que consisten en dominios de unión específicos de secuencia y módulos de escisión de ADN no específicos. ZFN, TALEN y CRISPR son tres tipos de técnicas de edición de genes. ZEN y TALEN son sistemas artificiales, mientras que CRISPR es un sistema natural que se encuentra en las bacterias. Los tres sistemas reconocen secuencias y escinden el ADN objetivo. Las nucleasas con dedos de zinc consisten en un dominio de dedos de zinc y una endonucleasa Fok1. Los TALEN consisten en una proteína TALE bacteriana y una endonucleasa Fok1. CRISPR consta de dos ARN (transactivating crRNA y un único ARN guía).

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es ZFN?
3. Qué es TALEN
4. ¿Qué es CRISPR?
5. Similitudes - ZFN TALEN y CRISPR
6. ZFN vs. TALEN vs. CRISPR en forma tabular
7. Resumen - ZFN vs TALEN vs CRISPR

¿Qué es ZFN?

ZFN es una herramienta de edición de genes basada en nucleasas con dedos de zinc. Las nucleasas con dedos de zinc son nucleasas quiméricas compuestas por dominios de unión a ADN específicos de secuencia y dominios de escisión de ADN no específicos de la endonucleasa de restricción FokI. Esta es una tecnología de edición del genoma artificial que permite una variedad de modificaciones genéticas al inducir rupturas de doble cadena en el ADN.

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Figura 01: ZFN

ZFN es una herramienta importante para realizar cambios específicos en plantas y cultivos múltiples. Permite la incorporación de propiedades valiosas en las plantas. Además, ZFN tiene potencial terapéutico ya que es capaz de realizar modificaciones genéticas precisas para eliminar los síntomas de manera efectiva.

¿Qué es TALEN?

Las nucleasas similares a activadores de transcripción (TALEN) son una herramienta de edición de genes basada en nucleasas quiméricas similares a ZFN. También es una tecnología de edición del genoma artificial. TALEN induce la modificación de genes al inducir roturas de doble cadena en el ADN. Los TALEN consisten en dominios de unión a ADN específicos de secuencia fusionados con un módulo de escisión de ADN no específico. Por lo tanto, tiene dominios de escisión FokI y dominios de unión a ADN derivados de proteínas TALE.

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Figura 02: TALÉN

Las proteínas TALE se encuentran naturalmente en el género bacteriano Xantomonas. Estas proteínas contienen dominios de unión al ADN que consisten en una serie de dominios repetitivos de 33 a 35 aminoácidos. Una de las principales ventajas de TALEN sobre ZFN es que la especificidad de unión del dominio de unión al ADN en TALEN se puede alterar modificando las repeticiones de 33-34 aminoácidos.

¿Qué es CRISPR?

CRISPR significa Repeticiones palindrómicas cortas interespaciadas reguladoras agrupadas. Es un mecanismo de defensa natural basado en el ARN que se ejecuta en las bacterias. De hecho, es un mecanismo de edición del genoma que se usa particularmente contra los virus. Un virus o un invasor extraño puede activar este sistema en bacterias. CRISPR funciona junto con la proteína asociada a CRISPR (Cas9).

CRISPR consta de dos ARN: crRNA transactivador y un único ARN guía. Por lo tanto, el reconocimiento CRISPR depende de estos dos ARN. Cuando el ADN viral ingresa a una célula bacteriana, el locus CRISPR produce ARN guía que dirige a las proteínas Cas para que alcancen, se unan y escindan el ADN viral en un sitio específico. Una vez que se escinde el ADN viral, se vuelve inactivo debido al silenciamiento del ADN patógeno. Por lo tanto, el sistema CRISPR captura, escinde e inactiva los virus utilizando proteínas Cas.

Figura 03: CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9 se utiliza como sistema de edición del genoma. Es una nueva tecnología. Esta tecnología es muy simple, eficiente y rentable en comparación con otras técnicas de edición del genoma. En comparación con ZFN y TALEN, el sistema CRISPR/Cas9 es una herramienta eficaz para inducir modificaciones específicas del genoma.

¿Cuáles son las similitudes entre ZFN TALEN y CRISPR?

• ZFN, TALEN y CRISPR son técnicas de edición de genes.
• Las tres herramientas serán técnicas prometedoras para corregir las causas genéticas detrás de muchas enfermedades.
• Sin embargo, muestran limitaciones en la orientación, la especificidad imperfecta y la orientación genética.
• Los tres sistemas pueden causar roturas de doble cadena.

¿Cuál es la diferencia entre ZFN TALEN y CRISPR?

ZFN es una técnica de edición de genes basada en nucleasas con dedos de zinc, mientras que TALEN es una técnica de edición de genes basada en proteínas de fusión compuestas por una proteína TALE bacteriana y una endonucleasa Fok1, y CRISPR, un mecanismo de defensa bacteriano basado en ARN natural alimentado por dos tipos de ARN y asociados Proteínas Cas. Esta es la principal diferencia entre ZFN TALEN y CRISPR.

La siguiente infografía enumera las diferencias entre ZFN TALEN y CRISPR en forma tabular para una comparación directa.

Resumen - ZFN vs TALEN vs CRISPR

ZFN, TALEN y CRISPR son tecnologías de edición de genes. CRISPR es la última tecnología que muestra una mejor eficiencia, viabilidad y una aplicación clínica versátil. Tanto ZFN como TALEN son herramientas artificiales, mientras que CRISPR es un mecanismo de defensa bacteriano. Tanto ZFN como TALEN son nucleasas modificadas genéticamente. CRISPR consta de dos tipos de ARN asociados con proteínas Cas. Entonces, este es el resumen de la diferencia entre ZFN TALEN y CRISPR.

Relación:

1. Gaj, Thomas, et al. "ZFN, Talen, and CRISPR/CAS-based Methods for Genome Engineering." Trends in Biotechnology, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., julio de 2013.
2. Khan, Sikandar Hayat. "Tecnologías de edición del genoma: concepto, ventajas y desventajas de las diferentes técnicas de edición del genoma y preocupaciones bioéticas para la aplicación clínica". Terapia molecular: ácidos nucleicos, Cell Press, 3 de abril de 2019.

Imagen de cortesía:

1. "Nucleasas diseñadas" por Farzad Jamshidi - Powerpoint (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Descripción general de TALEN" por Ogletreerd - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia
3. "Crispr" de James atmos - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia