Mutation d'ARN vs. Mutation de l'ADN

Les génomes de la plupart des organismes sont basés sur l'ADN. Certains virus tels que ceux qui causent la grippe et le VIH, cependant, ont à la place des génomes basés sur l'ARN. En général, les génomes à ARN viral sont beaucoup plus sujets aux mutations que ceux basés sur l'ADN. Cette distinction est importante car les virus à ARN ont développé à plusieurs reprises une résistance aux médicaments.

Les taux de mutation dans les virus à ARN sont importants car ces virus causent un terrible bilan en termes de décès et de maladies humaines. La grippe et le VIH, par exemple, sont causés par des virus dont le génome est basé sur l'ARN. Le taux de mutation élevé signifie qu'ils peuvent développer rapidement une résistance aux nouveaux médicaments. Toute population donnée de ces virus est très diversifiée génétiquement. Cela rend très difficile pour les scientifiques de développer des vaccins contre la grippe, par exemple. Le génome du virus de la grippe étant diversifié, les scientifiques doivent souvent combiner des vaccins contre plusieurs souches virales. Et, comme le génome du virus de la grippe change constamment, les vaccins qui sont efficaces pendant une saison grippale peuvent être inefficaces la suivante.

Les taux de mutation plus élevés des virus à ARN garantissent qu'ils évoluent plus rapidement et pourraient développer une résistance aux médicaments plus facilement que les virus à ADN. On estime que les taux de mutation moyens des virus à ARN sont environ 100 fois plus élevés que ceux des virus à ADN. Ce taux est particulièrement élevé parce que les virus à ADN ne disposent pas des mécanismes sophistiqués de réparation de l'ADN que l'on trouve dans les cellules humaines et animales. Les enzymes présentes dans les virus à ARN et participant à la copie des génomes viraux sont l'une des principales raisons de cette différence. Ces enzymes n'ont pas les capacités intégrées pour reconnaître les dommages à l'ADN que les enzymes de la plupart des organismes ont.

Une autre différence intéressante entre les mutations de l'ARN et de l'ADN concerne les bases thymine, cytosine et uracile, généralement représentées par T, C et U dans le code ADN. L'ADN utilise la thymine, tandis que l'ARN utilise l'uracile à la place. La cytosine peut parfois se transformer spontanément en uracile. Dans l'ADN, cette erreur sera détectée car l'ADN ne contient généralement pas d'uracile; la cellule a des enzymes qui peuvent reconnaître et fixer la substitution. Dans l'ARN, cependant, ce type d'erreur ne peut pas être détecté car l'ARN contient généralement à la fois des bases cytosine et uracile. Ainsi, certaines mutations sont moins susceptibles d'être reconnues et réparées dans les virus à ARN, et le taux de mutation augmente.

Les rétrovirus, une autre classe de virus connus pour leurs taux de mutation élevés, sont à l'origine du VIH et d'autres maladies graves. Ces virus prennent leur génome basé sur l'ARN, l'utilisent pour fabriquer de l'ADN dans une cellule hôte et utilisent le nouvel ADN pour répliquer davantage d'ARN viral. Ce processus est sujet aux erreurs et entraîne un taux de mutation inhabituellement élevé. Le VIH, par exemple, a un taux de mutation de 3,4 x 10^-5 erreurs par paire de bases à chaque fois que son génome passe par ce processus. Les rétrovirus ont des taux de mutation plus élevés que la plupart des autres virus, y compris les autres virus à ARN. En conséquence, il est difficile de développer des traitements efficaces et durables pour les maladies virales à ARN car elles développent une résistance si rapidement.