Perbedaan utama antara CRISPR dan enzim restriksi adalah bahwa CRISPR adalah mekanisme pertahanan kekebalan prokariotik alami yang baru-baru ini digunakan untuk pengeditan dan modifikasi gen eukariotik sementara enzim restriksi adalah gunting biologis yang memecah molekul DNA menjadi zat yang lebih kecil.
Pengeditan genom dan modifikasi gen adalah bidang yang menarik dan inovatif dalam genetika dan biologi molekuler. Studi terapi gen banyak menggunakan modifikasi gen. Selain itu, modifikasi gen berguna dalam mengidentifikasi sifat-sifat gen, fungsi gen dan bagaimana mutasi pada gen dapat mempengaruhi fungsinya. Penting untuk mendapatkan cara yang efisien dan andal untuk membuat perubahan yang tepat dan terarah pada genom sel hidup. CRISPR dan enzim restriksi memainkan peran kunci dalam modifikasi gen. CRISPR memodifikasi gen dengan presisi tinggi. Enzim restriksi bekerja sebagai gunting biologis yang memecah molekul DNA menjadi zat yang lebih kecil.
Apa itu CRISPR?
Sistem CRISPR adalah mekanisme alami yang ada pada beberapa bakteri termasuk E. coli dan Archea. Ini adalah perlindungan kekebalan adaptif terhadap invasi berbasis DNA asing. Selain itu, ini adalah mekanisme urutan-spesifik. Sistem CRISPR mengandung beberapa elemen pengulangan DNA. Elemen-elemen ini diselingi dengan sekuens pendek "pengatur jarak" yang berasal dari DNA asing dan beberapa gen Cas. Beberapa gen Cas adalah nuklease. Dengan demikian, sistem kekebalan yang lengkap disebut sebagai sistem CRISPR/Cas.
Sistem CRISPR/Cas berfungsi dalam empat langkah:
- Sistem yang secara genetik menambatkan segmen DNA fag dan plasmid (spacer) ke dalam lokus CRISPR (disebut langkah akuisisi spacer).
- crRNA maturation step – Host mentranskripsi dan memproses lokus CRISPR untuk menghasilkan CRISPR RNA (crRNA) matang yang mengandung elemen pengulangan CRISPR dan elemen spacer terintegrasi.
- CrRNA mendeteksi urutan DNA homolog dengan pasangan basa komplementer. Ini penting ketika ada infeksi dan agen infeksi ada.
- Target interferensi langkah – crRNA mendeteksi DNA asing, membentuk kompleks dengan DNA asing dan melindungi inang terhadap DNA asing.
Saat ini, sistem CRISPR/Cas9 digunakan untuk mengubah atau memodifikasi genom mamalia baik melalui represi atau aktivasi transkripsi. Sel-sel mamalia dapat merespons pemutusan DNA yang dimediasi CRISPR/Cas9 dengan mengadopsi mekanisme perbaikan. Itu dapat dilakukan dengan menggunakan metode penyambungan akhir non-homolog (NHEJ) atau perbaikan yang diarahkan oleh homologi (HDR). Kedua mekanisme perbaikan ini terjadi dengan memperkenalkan istirahat beruntai ganda. Ini menghasilkan pengeditan gen mamalia. NHEJ dapat menyebabkan ablasi mutasi gen dan dapat digunakan untuk menciptakan efek hilangnya fungsi. HDR dapat digunakan untuk memperkenalkan mutasi titik tertentu atau memperkenalkan segmen DNA dengan panjang yang bervariasi. Saat ini, sistem CRISPR/ Cas digunakan di bidang aplikasi terapeutik, biomedis, pertanian, dan penelitian.
Apa itu Enzim Restriksi?
Enzim restriksi, lebih sering disebut sebagai endonuklease restriksi, memiliki kemampuan untuk membelah molekul DNA menjadi fragmen-fragmen kecil. Proses pembelahan terjadi di dekat atau di tempat pengenalan khusus dari molekul DNA yang disebut situs restriksi. Situs pengenalan biasanya terdiri dari 4-8 pasangan basa. Tergantung pada lokasi pembelahan, enzim restriksi dapat terdiri dari empat (04) jenis yang berbeda: Tipe I, Tipe II, Tipe III dan Tipe IV. Selain tempat pembelahan, faktor-faktor seperti komposisi, kebutuhan kofaktor dan kondisi urutan target juga dipertimbangkan ketika membedakan enzim restriksi menjadi empat kelompok.
Selama pembelahan molekul DNA, situs pembelahan dapat berada di situs restriksi itu sendiri atau jauh dari situs restriksi. Enzim restriksi membuat dua sayatan melalui masing-masing tulang punggung gula-fosfat dalam heliks ganda DNA.
Gambar 02: Enzim Pembatasan
Enzim restriksi terutama ditemukan pada Achaea dan bakteri. Mereka memanfaatkan enzim ini sebagai mekanisme pertahanan melawan virus yang menyerang. Enzim restriksi membelah DNA asing (patogen) tetapi bukan DNA mereka sendiri. DNA mereka sendiri dilindungi oleh enzim yang dikenal sebagai methyltransferase, yang membuat modifikasi pada DNA inang dan mencegah pembelahan.
Enzim restriksi tipe I memiliki situs pembelahan yang jauh dari situs pengenalan. Fungsi enzim membutuhkan ATP dan protein, S-adenosil-L-metionin. Enzim restriksi tipe I dianggap multifungsi karena adanya aktivitas restriksi dan metilase. Enzim restriksi tipe II membelah di dalam situs pengenalan itu sendiri atau pada jarak yang lebih dekat dengannya. Hanya membutuhkan magnesium (Mg) untuk fungsinya. Enzim restriksi tipe II hanya memiliki satu fungsi dan tidak bergantung pada metilase.
Apa Persamaan Antara CRISPR dan Enzim Pembatasan?
- CRISPR dan enzim restriksi adalah alat penting dalam modifikasi gen.
- Bagian dari CRISPR atau Cas9 dan enzim restriksi adalah endonuklease.
- Keduanya dapat mengenali sekuens DNA yang khas dan membelah DNA.
- Mereka hadir dalam bakteri dan archaea.
- Baik CRISPR maupun enzim restriksi bersifat spesifik-urutan.
Apa Perbedaan Antara CRISPR dan Enzim Pembatasan?
Sistem CRISPR-Cas adalah sistem kekebalan prokariotik yang memberikan resistensi terhadap elemen genetik asing. Di sisi lain, enzim restriksi adalah endonuklease yang mengenali urutan nukleotida tertentu dan menghasilkan potongan untai ganda pada DNA. Jadi, inilah perbedaan utama antara CRISPR dan enzim restriksi.
Selain itu, CRISPR- memungkinkan pemotongan yang sangat presisi. Dibandingkan dengan itu, pembelahan enzim restriksi kurang tepat. Lebih jauh lagi, CRISPR adalah teknik lanjutan sementara enzim restriksi bersifat primitif.
Infografik berikut merangkum perbedaan antara CRISPR dan enzim restriksi.
Ringkasan – CRISPR vs Enzim Pembatasan
CRISPR dan enzim restriksi adalah dua jenis teknik yang digunakan dalam modifikasi gen. CRISPR adalah perlindungan imun adaptif yang dijalankan pada beberapa bakteri terhadap invasi berbasis DNA asing. Ini adalah mekanisme pertahanan alami. Sebaliknya, enzim restriksi adalah endonuklease yang membelah DNA untai ganda. Baik CRISPR maupun enzim restriksi mampu memotong DNA menjadi segmen-segmen kecil. Namun, keduanya spesifik urutan. Dibandingkan dengan CRISPR, enzim restriksi bersifat primitif. CRISPR memungkinkan pemotongan yang sangat presisi daripada enzim restriksi. Jadi, inilah ringkasan perbedaan antara CRISPR dan enzim restriksi.
