RNS mutācija Vs. DNS mutācija

Lielākās daļas organismu genomu pamatā ir DNS. Dažiem vīrusiem, piemēram, tiem, kas izraisa gripu un HIV, tā vietā ir uz RNS balstīti genomi. Parasti vīrusu RNS genomi ir daudz vairāk pakļauti mutācijām nekā tie, kuru pamatā ir DNS. Šī atšķirība ir svarīga, jo uz RNS balstītie vīrusi ir vairākkārt attīstījuši rezistenci pret zālēm.

RNS vīrusu mutāciju ātrums ir svarīgs, jo šie vīrusi cilvēku nāves un slimību ziņā rada šausmīgus zaudējumus. Piemēram, gripu un HIV izraisa vīrusi ar uz RNS balstītiem genomiem. Augsts mutācijas līmenis nozīmē, ka tie var ātri attīstīt rezistenci pret jaunām zālēm. Jebkura konkrētā šo vīrusu populācija ir ļoti ģenētiski daudzveidīga. Tāpēc zinātniekiem ir ļoti grūti izstrādāt, piemēram, vakcīnas pret gripu. Tā kā gripas vīrusa genoms ir daudzveidīgs, zinātniekiem bieži jāapvieno vakcīnas vairākiem vīrusu celmiem. Tā kā gripas vīrusa genoms pastāvīgi mainās, vakcīnas, kas ir efektīvas vienā gripas sezonā, nākamajā var būt neefektīvas.

Augstāks RNS vīrusu mutāciju līmenis nodrošina to ātrāku attīstību un vieglāk var attīstīt rezistenci pret zālēm nekā uz DNS balstīti vīrusi. Tiek lēsts, ka RNS vīrusu vidējie mutāciju rādītāji ir aptuveni 100 reizes lielāki nekā DNS vīrusu rādītāji. Šis rādītājs ir īpaši augsts, jo DNS vīrusiem trūkst sarežģītu DNS atjaunošanas mehānismu, kas atrodami cilvēka un citu dzīvnieku šūnās. Fermenti, kas sastopami RNS vīrusos un piedalās vīrusu genomu kopēšanā, ir šīs atšķirības galvenais iemesls. Šiem fermentiem trūkst iebūvētu iespēju atpazīt DNS bojājumus, kas piemīt fermentiem lielākajai daļai organismu.

Vēl viena interesanta atšķirība starp RNS un DNS mutācijām ir saistīta ar timīna, citozīna un uracila bāzēm, kuras DNS kodā parasti attēlo kā T, C un U. DNS izmanto timīnu, bet RNS tā vietā izmanto uracilu. Citozīns dažkārt var spontāni pāriet uz uracilu. DNS šī kļūda tiks atklāta, jo DNS parasti nesatur uracilu; šūnā ir fermenti, kas var atpazīt un fiksēt aizstāšanu. Tomēr RNS šāda veida kļūdas nevar noteikt, jo RNS parasti satur gan citozīna, gan uracila bāzes. Tātad dažas mutācijas RNS vīrusos ir mazāk iespējams atpazīt un izlabot, un mutāciju ātrums palielinās.

Retrovīrusi, vēl viena vīrusu klase, kas pazīstama ar augstu mutāciju līmeni, ir HIV un citu nopietnu slimību cēloņi. Šie vīrusi paņem savu RNS balstīto genomu, izmanto to DNS veidošanai saimniekšūnā un izmanto jauno DNS, lai atkārtotu vairāk vīrusu RNS. Šis process ir pakļauts kļūdām un rada neparasti augstu mutācijas ātrumu. Piemēram, HIV mutācijas ātrums ir 3,4 x 10 ^ -5 kļūdas uz bāzes pāri katru reizi, kad tā genoms iziet šo procesu. Retrovīrusiem ir augstāks mutāciju ātrums nekā lielākajai daļai citu vīrusu, ieskaitot citus RNS vīrusus. Tā rezultātā ir grūti izstrādāt efektīvu, ilgstošu RNS vīrusu slimību ārstēšanu, jo tām tik ātri attīstās rezistence.