La principale différence 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 de gènes eucaryotes, tandis que les enzymes de restriction sont des ciseaux biologiques qui clivent les 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 en biologie moléculaire. Les études de thérapie génique utilisent largement la modification génétique. De plus, la modification génique 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 trouver des moyens efficaces et fiables d'apporter des modifications précises et ciblées au génome des cellules vivantes. CRISPR et les enzymes de restriction jouent un rôle clé dans les modifications génétiques. CRISPR modifie les gènes avec une grande précision. Les enzymes de restriction agissent comme des ciseaux biologiques qui clivent les molécules d'ADN en substances plus petites.
Qu'est-ce que CRISPR ?
Le système CRISPR est un mécanisme naturel présent dans certaines bactéries, dont E. coli et Archea. C'est une protection immunitaire adaptative contre les invasions étrangères basées sur l'ADN. De plus, il s'agit d'un mécanisme spécifique à la séquence. Le système CRISPR contient plusieurs éléments répétés d'ADN. Ces éléments sont entrecoupés de courtes séquences "d'espacement" dérivées d'ADN étranger et de plusieurs gènes Cas. 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:
- Le système qui attache génétiquement les segments d'ADN de phage et de plasmide envahissants (espaceurs) dans les locus CRISPR (appelé l'étape d'acquisition de l'espaceur).
- étape de maturation de l'ARNcr - L'hôte transcrit et traite les locus CRISPR pour générer de l'ARN CRISPR mature (ARNcr) contenant à la fois des éléments répétés CRISPR et l'élément espaceur intégré.
- Le crARN détecte les séquences d'ADN homologues par appariement de bases complémentaires. Ceci est important lorsqu'une infection est présente et qu'un agent infectieux est présent.
- Étape d'interférence cible - le crARN 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 altérer ou modifier le génome des mammifères par répression ou activation de la transcription. Les cellules de mammifères peuvent répondre aux ruptures d'ADN médiées par CRISPR/Cas9 en adoptant un mécanisme de réparation. Cela peut être fait en utilisant une méthode de jonction d'extrémité non homologue (NHEJ) ou une réparation dirigée par homologie (HDR). Ces deux mécanismes de réparation ont lieu en introduisant des cassures double brin. Cela se traduit par l'édition de gènes de mammifères. NHEJ peut conduire à l'ablation de mutations géniques et peut être utilisé pour créer une perte d'effets de fonction. Le 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 la 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 sur un site de reconnaissance spécial de la molécule d'ADN appelé 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. Outre le site de clivage, des facteurs tels que la composition, l'exigence de cofacteurs et l'état de la séquence cible sont pris en compte lors de la différenciation des enzymes de restriction en quatre groupes.
Lors du clivage des molécules d'ADN, le site de clivage peut être soit au niveau du site de restriction lui-même, soit à distance du site de restriction. Les enzymes de restriction créent deux incisions à travers chacun des squelettes sucre-phosphate dans la double hélice de l'ADN.
Figure 02: Enzymes de restriction
Les enzymes de restriction se trouvent principalement dans les Achaïes 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 modifie l'ADN de l'hôte et empêche le clivage.
L'enzyme de restriction de type I possède un site de clivage éloigné du site de reconnaissance. Le fonctionnement de l'enzyme nécessite de l'ATP et la protéine S-adénosyl-L-méthionine. L'enzyme de restriction de type I est considérée comme multifonctionnelle en raison de la présence à la fois d'activités de restriction et de méthylase. Les enzymes de restriction de type II clivent dans le site de reconnaissance lui-même ou à une distance plus proche de celui-ci. Il ne nécessite que du magnésium (Mg) pour son fonctionnement. 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 génétique.
- Une partie de CRISPR ou Cas9 et les enzymes de restriction sont des endonucléases.
- Les deux peuvent reconnaître des 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'autre part, les enzymes de restriction sont des endonucléases qui reconnaissent une séquence spécifique de nucléotides et produisent une coupure 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. En comparaison, le clivage par enzyme de restriction est moins précis. De plus, CRISPR est une technique avancée alors que les enzymes de restriction sont primitives.
L'infographie ci-dessous résume la différence entre CRISPR et les enzymes de restriction.
Résumé - CRISPR vs Enzymes de 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 à base d'ADN étranger. C'est un mécanisme de défense naturel. En revanche, les enzymes de restriction sont des endonucléases qui clivent l'ADN double brin. CRISPR et les enzymes 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. Voici donc le résumé de la différence entre CRISPR et les enzymes de restriction.
