RNA Mutasyonu Vs. DNA Mutasyonu

Çoğu organizmanın genomları DNA'ya dayanır. Bununla birlikte, grip ve HIV'e neden olanlar gibi bazı virüsler, bunun yerine RNA tabanlı genomlara sahiptir. Genel olarak viral RNA genomları, DNA'ya dayalı olanlardan çok daha fazla mutasyona eğilimlidir. Bu ayrım önemlidir çünkü RNA bazlı virüsler tekrar tekrar ilaçlara direnç geliştirmiştir.

RNA virüslerindeki mutasyon oranları önemlidir çünkü bu virüsler insan ölümü ve hastalığı açısından korkunç bir bedele neden olur. Örneğin grip ve HIV, RNA tabanlı genomlara sahip virüslerden kaynaklanır. Yüksek mutasyon oranı, yeni ilaçlara karşı hızla direnç geliştirebilecekleri anlamına gelir. Bu virüslerin herhangi bir popülasyonu genetik olarak çok çeşitlidir. Bu, örneğin bilim insanlarının grip için aşı geliştirmesini çok zorlaştırıyor. İnfluenza virüsü genomu çeşitli olduğu için, bilim adamları genellikle birkaç viral suş için aşıları birleştirmek zorundadır. Ve grip virüsü genomu sürekli değiştiği için, bir grip mevsiminde etkili olan aşılar, bir sonraki grip mevsiminde etkisiz olabilir.

RNA virüslerindeki daha yüksek mutasyon oranları, onların daha hızlı evrimleşmelerini ve DNA tabanlı virüslerden daha kolay ilaçlara direnç geliştirmelerini sağlar. RNA virüslerindeki ortalama mutasyon oranlarının, DNA virüslerinden yaklaşık 100 kat daha yüksek olduğu tahmin edilmektedir. Bu oran özellikle yüksektir çünkü DNA virüsleri insan ve diğer hayvan hücrelerinde bulunan karmaşık DNA onarım mekanizmalarından yoksundur. RNA virüslerinde meydana gelen ve viral genomların kopyalanmasına katılan enzimler, bu farklılığın temel nedenidir. Bu enzimler, çoğu organizmadaki enzimlerin sahip olduğu DNA hasarını tanımak için yerleşik yeteneklerden yoksundur.

RNA ve DNA mutasyonları arasındaki bir başka ilginç fark, DNA kodunda tipik olarak T, C ve U olarak temsil edilen timin, sitozin ve urasil bazlarını içerir. DNA timin kullanır, RNA ise urasil kullanır. Sitozin bazen kendiliğinden urasile dönüşebilir. DNA'da bu hata tespit edilecektir çünkü DNA normalde urasil içermez; hücre, ikameyi tanıyabilen ve sabitleyebilen enzimlere sahiptir. Ancak RNA'da bu tür bir hata tespit edilemez çünkü RNA normalde hem sitozin hem de urasil bazları içerir. Bu nedenle, RNA virüslerinde bazı mutasyonların tanınma ve onarılma olasılığı daha düşüktür ve mutasyon oranı artar.

Yüksek mutasyon oranlarıyla bilinen başka bir virüs sınıfı olan retrovirüsler, HIV ve diğer ciddi hastalıkların nedenidir. Bu virüsler RNA tabanlı genomlarını alır, onu bir konak hücre içinde DNA yapmak için kullanır ve yeni DNA'yı daha fazla viral RNA'yı kopyalamak için kullanır. Bu süreç hataya açıktır ve alışılmadık derecede yüksek bir mutasyon oranıyla sonuçlanır. Örneğin HIV, genomu bu süreçten her geçtiğinde baz çifti başına 3.4 x 10^-5 hata mutasyon oranına sahiptir. Retrovirüsler, diğer RNA virüsleri de dahil olmak üzere diğer virüslerin çoğundan daha yüksek mutasyon oranlarına sahiptir. Sonuç olarak, çok hızlı direnç geliştirdikleri için RNA viral hastalıkları için etkili, uzun süreli tedaviler geliştirmek zordur.