Mutacija RNA Vs. Mutacija DNA

Genomi večine organizmov temeljijo na DNK. Nekateri virusi, na primer tisti, ki povzročajo gripo in HIV, pa imajo namesto tega genom, ki temelji na RNA. Na splošno so virusni genomi RNA veliko bolj nagnjeni k mutacijam kot tisti, ki temeljijo na DNA. Ta razlika je pomembna, ker so virusi, ki temeljijo na RNA, že večkrat razvili odpornost na zdravila.

Stopnje mutacij virusov RNA so pomembne, ker ti virusi povzročajo strašne posledice v smislu človeške smrti in bolezni. Na primer gripo in HIV povzročajo virusi z genomi, ki temeljijo na RNA. Visoka stopnja mutacije pomeni, da lahko hitro razvijejo odpornost na nova zdravila. Vsaka populacija teh virusov je zelo genetsko raznolika. Znanstveniki na primer zelo težko razvijejo cepiva proti gripi. Ker je genom virusa gripe raznolik, morajo znanstveniki pogosto kombinirati cepiva za več virusnih sevov. Ker se genom virusa gripe nenehno spreminja, so lahko cepiva, ki so učinkovita v eni sezoni gripe, naslednja neučinkovita.

Višja stopnja mutacije virusov RNA zagotavlja, da se hitreje razvijajo in bi lahko hitreje razvili odpornost na zdravila kot virusi na osnovi DNA. Ocenjujejo, da je povprečna stopnja mutacije virusov RNA približno 100-krat višja od stopnje mutacije virusov DNA. Ta stopnja je še posebej visoka, ker virusi DNA nimajo dovršenih mehanizmov za popravilo DNA, ki jih najdemo v človeških in drugih živalskih celicah. Ključni razlog za to razliko so encimi, ki se pojavljajo v virusih RNA in sodelujejo pri kopiranju virusnih genomov. Ti encimi nimajo vgrajenih zmožnosti prepoznavanja poškodb DNA, ki jih imajo encimi v večini organizmov.

Druga zanimiva razlika med mutacijami RNK in DNA vključuje baze timin, citozin in uracil, ki so v kodo DNA običajno predstavljene kot T, C in U. DNA uporablja timin, medtem ko RNA namesto tega uporablja uracil. Citozin se lahko včasih spontano spremeni v uracil. V DNK bo ta napaka odkrita, ker DNK običajno ne vsebuje uracila; celica ima encime, ki lahko prepoznajo in fiksirajo substitucijo. V RNA pa te vrste napake ni mogoče zaznati, ker RNA običajno vsebuje tako citozinsko kot uracilno bazo. Torej je manj verjetno, da bodo nekatere mutacije v virusih RNA prepoznane in popravljene, stopnja mutacij pa se bo povečala.

Retrovirusi, drugi razred virusov, znan po visoki stopnji mutacij, so vzroki za HIV in druge resne bolezni. Ti virusi vzamejo svoj genom, ki temelji na RNA, z njim ustvarijo DNA v gostiteljski celici in z novo DNK ponovijo več virusne RNA. Ta postopek je nagnjen k napakam in povzroči nenavadno visoko stopnjo mutacije. HIV ima na primer stopnjo mutacije 3,4 x 10 ^ -5 napak na osnovni par vsakič, ko gre njegov genom skozi ta postopek. Retrovirusi imajo višje stopnje mutacij kot večina drugih virusov, vključno z drugimi virusi RNA. Posledično je težko razviti učinkovito, dolgotrajno zdravljenje virusnih bolezni RNK, ker tako hitro razvijejo odpornost.