تعتمد جينومات معظم الكائنات الحية على الحمض النووي. ومع ذلك ، فإن بعض الفيروسات مثل تلك التي تسبب الأنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية لديها جينومات تعتمد على الحمض النووي الريبي بدلاً من ذلك. بشكل عام ، جينومات الحمض النووي الريبي الفيروسي أكثر عرضة للطفرات من تلك التي تعتمد على الحمض النووي. هذا التمييز مهم لأن الفيروسات القائمة على الحمض النووي الريبي طورت بشكل متكرر مقاومة الأدوية.
فيروسات وأمراض الحمض النووي الريبي
تعد معدلات الطفرات في فيروسات الحمض النووي الريبي مهمة لأن هذه الفيروسات تسبب خسائر فادحة من حيث الوفيات والأمراض البشرية. على سبيل المثال ، تسبب الأنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية فيروسات ذات جينومات تعتمد على الحمض النووي الريبي. يعني معدل الطفرات المرتفع أنه يمكنهم تطوير مقاومة للأدوية الجديدة بسرعة. أي مجموعة من هذه الفيروسات متنوعة وراثيًا. وهذا يجعل من الصعب جدًا على العلماء تطوير لقاحات ضد الإنفلونزا ، على سبيل المثال. نظرًا لتنوع جينوم فيروس الإنفلونزا ، يجب على العلماء في كثير من الأحيان الجمع بين اللقاحات للعديد من السلالات الفيروسية. ولأن جينوم فيروس الإنفلونزا يتغير باستمرار ، فإن اللقاحات الفعالة خلال موسم الإنفلونزا قد تكون غير فعالة في الموسم التالي.
معدلات الطفرة
تضمن معدلات الطفرات الأعلى في فيروسات الحمض النووي الريبي تطورها بسرعة أكبر ويمكن أن تطور مقاومة للأدوية بسهولة أكبر من الفيروسات القائمة على الحمض النووي. يقدر متوسط معدلات الطفرات في فيروسات الحمض النووي الريبي بحوالي 100 مرة أعلى من فيروسات الحمض النووي. هذا المعدل مرتفع بشكل خاص لأن فيروسات الحمض النووي تفتقر إلى آليات إصلاح الحمض النووي المتطورة الموجودة في الخلايا البشرية والحيوانية الأخرى. تعتبر الإنزيمات التي تحدث في فيروسات RNA والمشاركة في نسخ الجينوم الفيروسي سببًا رئيسيًا لهذا الاختلاف. تفتقر هذه الإنزيمات إلى القدرات المضمنة في التعرف على تلف الحمض النووي الذي تسببه الإنزيمات في معظم الكائنات الحية.
اليوراسيل والثايمين
هناك اختلاف آخر مثير للاهتمام بين طفرات الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) يتضمن القواعد الثايمين والسيتوزين واليوراسيل ، والتي يتم تمثيلها عادةً على أنها T و C و U في كود الحمض النووي. يستخدم الحمض النووي الثايمين ، بينما يستخدم الحمض النووي الريبي اليوراسيل بدلاً من ذلك. يمكن أن يتغير السيتوزين في بعض الأحيان تلقائيًا إلى اليوراسيل. في الحمض النووي ، سيتم الكشف عن هذا الخطأ لأن الحمض النووي لا يحتوي عادة على اليوراسيل. تحتوي الخلية على إنزيمات يمكنها التعرف على الاستبدال وإصلاحه. ومع ذلك ، في RNA ، لا يمكن اكتشاف هذا النوع من الخطأ لأن الحمض النووي الريبي يحتوي عادة على كل من قواعد السيتوزين واليوراسيل. لذلك ، تقل احتمالية التعرف على بعض الطفرات وإصلاحها في فيروسات الحمض النووي الريبي ، ويزيد معدل الطفرات.
الفيروسات القهقرية
تعد الفيروسات القهقرية ، وهي فئة أخرى من الفيروسات المعروفة بمعدلات طفراتها العالية ، مسببة لفيروس نقص المناعة البشرية وغيره من الأمراض الخطيرة. تأخذ هذه الفيروسات الجينوم القائم على الحمض النووي الريبي ، وتستخدمه لصنع الحمض النووي داخل الخلية المضيفة واستخدام الحمض النووي الجديد لتكرار المزيد من الحمض النووي الريبي الفيروسي. هذه العملية عرضة للخطأ وتؤدي إلى معدل طفرة مرتفع بشكل غير عادي. فيروس نقص المناعة البشرية ، على سبيل المثال ، لديه معدل طفرة يبلغ 3.4 × 10 ^ -5 أخطاء لكل زوج أساسي في كل مرة يمر فيها جينومه بهذه العملية. تمتلك الفيروسات القهقرية معدلات طفرة أعلى من معظم الفيروسات الأخرى ، بما في ذلك فيروسات الحمض النووي الريبي الأخرى. نتيجة لذلك ، من الصعب تطوير علاجات فعالة وطويلة الأمد للأمراض الفيروسية RNA لأنها تطور المقاومة بسرعة كبيرة.
