RNA mutacija vs. Mutacija DNA

Genomi većine organizama temelje se na DNA. Neki virusi, poput onih koji uzrokuju gripu i HIV, umjesto toga imaju genom koji se temelji na RNA. Općenito, virusni RNA genomi su mnogo skloniji mutacijama od onih koji se temelje na DNA. Ova je razlika važna jer su virusi zasnovani na RNA više puta razvili otpornost na lijekove.

Stope mutacija RNA virusa su važne jer ti virusi uzrokuju strahovit danak u smislu ljudske smrti i bolesti. Na primjer, gripu i HIV uzrokuju virusi s genima temeljenim na RNA. Velika stopa mutacije znači da mogu brzo razviti otpornost na nove lijekove. Bilo koja populacija ovih virusa vrlo je genetski raznolika. Zbog toga je znanstvenicima vrlo teško razviti cjepiva protiv gripe, na primjer. Budući da je genom virusa gripe raznolik, znanstvenici često moraju kombinirati cjepiva za nekoliko virusnih sojeva. A budući da se genom virusa gripe neprestano mijenja, cjepiva koja su učinkovita tijekom jedne sezone gripe sljedeća bi mogla biti neučinkovita.

Veće stope mutacija u RNA virusima osiguravaju njihovu bržu evoluciju i mogle bi razviti otpornost na lijekove brže od virusa zasnovanih na DNA. Procjenjuje se da su prosječne stope mutacija u RNA virusima otprilike 100 puta veće od stopa kod DNA virusa. Ova je stopa posebno visoka jer DNA virusima nedostaju sofisticirani mehanizmi za popravak DNA koji se nalaze u ljudskim i drugim životinjskim stanicama. Enzimi koji se javljaju u RNA virusima i sudjeluju u kopiranju virusnih genoma ključni su razlog ove razlike. Ovim enzimima nedostaju ugrađene sposobnosti prepoznavanja oštećenja DNA koja enzimi u većini organizama imaju.

Još jedna zanimljiva razlika između mutacija RNK i DNA uključuje baze timin, citozin i uracil, koje su u DNA kodu obično predstavljene kao T, C i U. DNA koristi timin, dok RNA umjesto toga koristi uracil. Citozin se ponekad može spontano promijeniti u uracil. U DNK će se otkriti ova pogreška jer DNA obično ne sadrži uracil; stanica ima enzime koji mogu prepoznati i popraviti supstituciju. Međutim, u RNA se ova vrsta pogreške ne može otkriti jer RNA obično sadrži i citozinsku i uracilnu bazu. Dakle, manje je vjerojatno da će neke mutacije biti prepoznate i popravljene u RNA virusima, a stopa mutacija raste.

Retrovirusi, druga klasa virusa poznata po visokoj stopi mutacija, uzroci su HIV-a i drugih ozbiljnih bolesti. Ti virusi uzimaju svoj genom zasnovan na RNA, koriste ga za stvaranje DNA unutar stanice domaćina i koriste novu DNA za replikaciju više virusne RNA. Ovaj postupak podložan je pogreškama i rezultira neobično velikom stopom mutacije. Na primjer, HIV ima stopu mutacije 3,4 x 10 ^ -5 pogrešaka po baznom paru svaki put kad njegov genom prođe kroz ovaj proces. Retrovirusi imaju veću stopu mutacija od većine ostalih virusa, uključujući ostale RNA viruse. Kao rezultat toga, teško je razviti učinkovite, dugotrajne tretmane za RNA virusne bolesti jer one tako brzo razvijaju rezistenciju.