Estas dos vías logran cosas algo similares por medios algo similares, pero están evolutivamente completamente sin relación. CRISPR / Cas utiliza ARN transcritos a partir de secuencias cortas de ADN adquiridas para destruir el ADN “invasor”; Las proteínas PIWI (la mayoría de las veces) usan ARN cortos transcritos de antiguas secuencias de ADN antiguas para reprimir elementos de ADN móvil en la línea germinal. Aparte de una discusión abstracta y de alto nivel sobre lo que hace cada sistema, no son particularmente similares.
Proteína efectora: las proteínas Cas9 y PIWI no tienen dominios comunes y tienen diferentes actividades enzimáticas. Cas9 es una endonucleasa de ADN con actividad helicasa limitada, mientras que algunas proteínas PIWI son endonucleasas de ARN y otras no tienen actividad enzimática en absoluto.
Mecanismo regulatorio: Cas9 “derrota” al ADN invasor al reconocerlo y cortarlo directamente, mientras que las proteínas PIWI reprimen elementos móviles en el genoma del huésped. Se cree que las proteínas PIWI logran esto al reconocer las transcripciones nacientes de ARN polimerasa unidas y al reclutar proteínas modificadoras de histonas para establecer la heterocromatina (principalmente H3K9me3).
ARN asociado: en su contexto nativo, cada molécula de Cas9 se asocia con dos moléculas de ARN: un ARN derivado de CRISPR que proporciona especificidad de secuencia (ARNcr) y un ARNcr transactivo estructurado (ARNtracr) que queda del proceso de carga. Las proteínas PIWI se asocian con un ARN de 20-30 nucleótidos modificado, postranscripcionalmente, monocatenario.
Biogénesis de ARN: los ARN asociados a Cas9 están hechos de transcritos únicos que contienen múltiples secuencias de ARNc separadas por señales de procesamiento. Estas señales de procesamiento son reconocidas por un ARNtracr, que crea una estructura escindida por una RNasa para producir ARN que se cargan en Cas9. Los piRNA primarios se producen a partir de transcritos de cadena única extremadamente largos que se escinden mediante una RNasa y luego se amplifican mediante un mecanismo de ping-pong. Los complejos piRNA-PIWI primarios reconocen el ARN complementario, que luego se corta y se procesa en un piRNA secundario que luego puede reconocer el transcrito original, iniciando de nuevo el proceso.
CRISPR y PIWI quizás podrían citarse como ejemplos de evolución convergente, pero creo que incluso eso sería un tramo.
