RNA Mutation Vs. ДНК мутация

Геномите на повечето организми се основават на ДНК. Някои вируси като тези, които причиняват грип и ХИВ, обаче имат геноми, базирани на РНК. По принцип вирусните РНК геноми са много по-податливи на мутации от тези, базирани на ДНК. Това разграничение е важно, тъй като базираните на РНК вируси многократно са развивали резистентност към лекарства.

Степента на мутация в РНК вирусите е важна, тъй като тези вируси причиняват ужасна жертва по отношение на човешката смърт и болести. Грипът и ХИВ например се причиняват от вируси с гени, базирани на РНК. Високата степен на мутация означава, че те могат бързо да развият устойчивост към нови лекарства. Всяка дадена популация от тези вируси е много генетично разнообразна. Това прави много трудно учените да разработят ваксини срещу грип например. Тъй като геномът на грипния вирус е разнообразен, учените често трябва да комбинират ваксини за няколко вирусни щама. И тъй като геномът на грипния вирус се променя непрекъснато, ваксините, които са ефективни през един грипен сезон, могат да бъдат неефективни през следващия.

По-високите нива на мутация в РНК вирусите гарантират, че те се развиват по-бързо и биха могли да развият резистентност към лекарства по-лесно, отколкото ДНК-базирани вируси. Средната скорост на мутация в РНК вирусите се оценява на около 100 пъти по-висока от тази на ДНК вирусите. Този процент е особено висок, тъй като ДНК вирусите нямат усъвършенстваните механизми за възстановяване на ДНК, открити в човешките и други животински клетки. Ензимите, които се срещат в РНК вирусите и участват в копирането на вирусни геноми, са ключова причина за тази разлика. Тези ензими нямат вградените способности да разпознават увреждането на ДНК, което ензимите в повечето организми имат.

Друга интересна разлика между мутациите на РНК и ДНК включва основите тимин, цитозин и урацил, обикновено представени като Т, С и U в ДНК кода. ДНК използва тимин, докато РНК вместо него използва урацил. Цитозинът понякога може спонтанно да премине към урацил. В ДНК тази грешка ще бъде открита, тъй като ДНК обикновено не съдържа урацил; клетката има ензими, които могат да разпознаят и фиксират заместването. В РНК обаче този вид грешка не може да бъде открит, тъй като РНК обикновено съдържа както цитозинови, така и урацилови бази. Така че някои мутации е по-малко вероятно да бъдат разпознати и възстановени при РНК вируси и скоростта на мутация се увеличава.

Ретровирусите, друг клас вируси, известен с високата си мутация, са причините за ХИВ и други сериозни заболявания. Тези вируси вземат своя РНК-базиран геном, използват го за създаване на ДНК в клетката гостоприемник и използват новата ДНК за репликация на по-вирусна РНК. Този процес е склонен към грешки и води до необичайно висока честота на мутация. Например, ХИВ има мутация от 3,4 х 10 ^ -5 грешки на базова двойка всеки път, когато геномът му премине през този процес. Ретровирусите имат по-висока степен на мутация в сравнение с повечето други вируси, включително други РНК вируси. В резултат на това е трудно да се разработят ефективни, продължителни лечения за РНК вирусни заболявания, тъй като те развиват устойчивост толкова бързо.