RNA-mutaatio vs. DNA-mutaatio

Useimpien organismien genomit perustuvat DNA: han. Joillakin viruksilla, kuten influenssaa ja HIV: tä aiheuttavilla viruksilla, on sen sijaan RNA-pohjaiset genomit. Yleensä virus-RNA-genomit ovat paljon mutaatioalttiimpia kuin DNA: han perustuvat. Tämä ero on tärkeä, koska RNA-pohjaiset virukset ovat toistuvasti kehittäneet vastustuskykyä lääkkeille.

RNA-virusten mutaatioprosentit ovat tärkeitä, koska nämä virukset aiheuttavat kauhistuttavan määrän ihmisen kuolemaa ja sairauksia. Esimerkiksi flunssa ja HIV aiheuttavat virukset, joissa on RNA-pohjaisia ​​genomeja. Suuri mutaatioaste tarkoittaa, että ne voivat nopeasti kehittää vastustuskykyä uusille lääkkeille. Mikä tahansa näiden virusten populaatio on hyvin geneettisesti monimuotoinen. Tämän vuoksi tutkijoiden on hyvin vaikeaa kehittää esimerkiksi influenssarokotteita. Koska influenssaviruksen genomi on monipuolinen, tutkijoiden on usein yhdistettävä rokotteet useisiin viruskantoihin. Ja koska influenssaviruksen genomi muuttuu jatkuvasti, yhden influenssakauden aikana tehokkaat rokotteet saattavat olla tehottomia seuraavalla.

RNA-virusten korkeampi mutaatioaste varmistaa, että ne kehittyvät nopeammin ja voivat kehittää lääkeresistenssin helpommin kuin DNA-pohjaiset virukset. RNA-virusten keskimääräisten mutaatioasteiden arvioidaan olevan noin 100 kertaa korkeammat kuin DNA-virusten. Tämä nopeus on erityisen suuri, koska DNA-viruksilta puuttuu kehittyneet DNA-korjausmekanismit, joita ihmis- ja muissa eläinsoluissa esiintyy. RNA-viruksissa esiintyvät entsyymit, jotka osallistuvat viruksen genomien kopiointiin, ovat tärkein syy tähän eroon. Näillä entsyymeillä ei ole sisäänrakennettuja kykyjä tunnistaa DNA-vauriot, joita entsyymeillä on useimmissa organismeissa.

Toinen mielenkiintoinen ero RNA: n ja DNA-mutaatioiden välillä sisältää emäkset tymiini, sytosiini ja urasiili, joita tyypillisesti edustavat T, C ja U DNA-koodissa. DNA käyttää tymiiniä, kun taas RNA käyttää urasiilia sen sijaan. Sytosiini voi joskus muuttua spontaanisti urasiiliksi. DNA: ssa tämä virhe havaitaan, koska DNA ei tavallisesti sisällä urasiilia; solussa on entsyymejä, jotka tunnistavat ja korjaavat substituution. RNA: ssa tällaista virhettä ei kuitenkaan voida havaita, koska RNA sisältää tavallisesti sekä sytosiini- että urasiiliemäkset. Joten jotkut mutaatiot eivät todennäköisesti tunnista ja korjaudu RNA-viruksissa, ja mutaatioaste kasvaa.

Retrovirukset, toinen virusluokka, joka tunnetaan suuresta mutaatioasteestaan, ovat HIV: n ja muiden vakavien sairauksien syitä. Nämä virukset ottavat RNA-pohjaisen genominsa, käyttävät sitä DNA: n tekemiseen isäntäsolussa ja käyttävät uutta DNA: ta replikoimaan enemmän viruksen RNA: ta. Tämä prosessi on virhealtista ja johtaa epätavallisen korkeaan mutaatioasteeseen. Esimerkiksi HIV: llä on mutaatioaste 3,4 x 10 ^ -5 virhettä emäsparia kohden joka kerta, kun sen genomi käy läpi tämän prosessin. Retroviruksilla on korkeampi mutaatioaste kuin useimmilla muilla viruksilla, mukaan lukien muut RNA-virukset. Tämän seurauksena on vaikeaa kehittää tehokkaita, pitkäaikaisia ​​hoitoja RNA-virustaudeille, koska ne kehittävät vastustuskykyä niin nopeasti.