Los genomas de la mayoría de los organismos se basan en el ADN. Sin embargo, algunos virus, como los que causan la gripe y el VIH, tienen genomas basados en ARN. En general, los genomas de ARN viral son mucho más propensos a mutaciones que los basados en ADN. Esta distinción es importante porque los virus basados en ARN han desarrollado repetidamente resistencia a los fármacos.
Virus de ARN y enfermedades
Las tasas de mutación en los virus de ARN son importantes porque estos virus causan un precio terrible en términos de muertes y enfermedades humanas. La gripe y el VIH, por ejemplo, son causados por virus con genomas basados en ARN. La alta tasa de mutación significa que pueden desarrollar rápidamente una resistencia a nuevos fármacos. Cualquier población dada de estos virus es muy diversa genéticamente. Esto hace que sea muy difícil para los científicos desarrollar vacunas contra la gripe, por ejemplo. Debido a que el genoma del virus de la influenza es diverso, los científicos a menudo deben combinar vacunas para varias cepas virales. Y, debido a que el genoma del virus de la influenza cambia constantemente, las vacunas que son efectivas durante una temporada de influenza pueden resultar ineficaces en la siguiente.
Tasas de mutación
Las tasas de mutación más altas en los virus de ARN aseguran que evolucionen más rápidamente y puedan desarrollar resistencia a los medicamentos más fácilmente que los virus basados en ADN. Se estima que las tasas de mutación promedio en los virus de ARN son aproximadamente 100 veces más altas que las de los virus de ADN. Esta tasa es especialmente alta porque los virus de ADN carecen de los sofisticados mecanismos de reparación del ADN que se encuentran en las células humanas y de otros animales. Las enzimas que se encuentran en los virus de ARN y participan en la copia de los genomas virales son una razón clave para esta diferencia. Estas enzimas carecen de la capacidad incorporada para reconocer el daño del ADN que tienen las enzimas en la mayoría de los organismos.
Uracilo y timina
Otra diferencia interesante entre las mutaciones de ARN y ADN involucra las bases timina, citosina y uracilo, típicamente representadas como T, C y U en el código de ADN. El ADN usa timina, mientras que el ARN usa uracilo en su lugar. La citosina a veces puede cambiar espontáneamente a uracilo. En el ADN, este error se detectará porque el ADN normalmente no contiene uracilo; la célula tiene enzimas que pueden reconocer y fijar la sustitución. En el ARN, sin embargo, este tipo de error no puede detectarse porque el ARN normalmente contiene bases de citosina y uracilo. Por lo tanto, es menos probable que algunas mutaciones sean reconocidas y reparadas en los virus de ARN, y la tasa de mutación aumenta.
Retrovirus
Los retrovirus, otra clase de virus conocidos por sus altas tasas de mutación, son las causas del VIH y otras enfermedades graves. Estos virus toman su genoma basado en ARN, lo usan para producir ADN dentro de una célula huésped y usan el nuevo ADN para replicar más ARN viral. Este proceso es propenso a errores y da como resultado una tasa de mutación inusualmente alta. El VIH, por ejemplo, tiene una tasa de mutación de 3,4 x 10 ^ -5 errores por par de bases cada vez que su genoma pasa por este proceso. Los retrovirus tienen tasas de mutación más altas que la mayoría de los demás virus, incluidos otros virus de ARN. Como resultado, es difícil desarrollar tratamientos efectivos y duraderos para las enfermedades virales de ARN porque desarrollan resistencia muy rápidamente.