Genomerna av de flesta organismer är baserade på DNA. Vissa virus, som de som orsakar influensa och hiv, har emellertid RNA-baserade genomer istället. Generellt är virala RNA-genomer mycket mer mutationsbenägna än de som är baserade på DNA. Denna skillnad är viktig eftersom RNA-baserade virus har upprepade gånger utvecklat resistens mot droger.

RNA-virus och sjukdom

Mutationshastigheter i RNA-virus är viktiga eftersom dessa virus orsakar en fruktansvärd vägtull när det gäller mänskliga död och sjukdom. Influensan och HIV, till exempel, orsakas av virus med RNA-baserade genomer. Den höga mutationshastigheten innebär att de snabbt kan utveckla motstånd mot nya droger. Varje given population av dessa virus är väldigt genetiskt varierande. Detta gör det väldigt svårt för forskare att utveckla vacciner mot influensa, till exempel. Eftersom influensavirusgenomet är olika, måste forskare ofta kombinera vacciner för flera virusstammar. Och eftersom influensavirusgenomet förändras ständigt, kan vacciner som är effektiva under en influensasäsong vara ineffektiva nästa.

Mutationspriser

De högre mutationshastigheterna i RNA-virus säkerställer att de utvecklas mer snabbt och kan utveckla resistens mot droger lättare än DNA-baserade virus. Genomsnittliga mutationshastigheter i RNA-virus uppskattas vara cirka 100 gånger högre än de för DNA-virus. Denna hastighet är särskilt hög eftersom DNA-virus saknar de sofistikerade DNA-reparationsmekanismerna som finns i humana och andra djurceller. De enzymer som förekommer i RNA-virus och deltar i kopiering av virala genom är en viktig orsak till denna skillnad. Dessa enzymer saknar den inbyggda förmågan att identifiera DNA-skador som enzymerna i de flesta organismerna har.

Uracil och Thymine

En annan intressant skillnad mellan RNA och DNA-mutationer involverar baserna tymin, cytosin och uracil , typiskt representerad som T, C och U i DNA-koden. DNA använder tymin, medan RNA använder uracil istället. Cytosin kan ibland spontant byta till uracil. I DNA kommer detta fel att detekteras eftersom DNA normalt inte innehåller uracil; cellen har enzymer som kan känna igen och fixa substitutionen. I RNA kan dock denna typ av fel inte detekteras eftersom RNA vanligtvis innehåller både cytosin- och uracilbaser. Så, vissa mutationer är mindre benägna att bli igenkända och reparerade i RNA-virus, och mutationshastigheten ökar.

Retrovirus

Retrovirus, en annan klass av virus som är kända för deras höga mutationshastigheter, är orsaker till hiv och andra allvarliga sjukdomar. Dessa virus tar sitt RNA-baserade genom, använder det för att göra DNA i en värdcell och använda det nya DNA för att replikera mer viralt RNA. Denna process är felaktig och resulterar i en ovanligt hög mutationshastighet. HIV har till exempel en mutationshastighet av 3,4 x 10 ^ -5 fel per baspar varje gång dess genom går igenom denna process. Retrovirus har högre mutationshastigheter än de flesta andra virus, inklusive andra RNA-virus. Som ett resultat är det svårt att utveckla effektiva, långvariga behandlingar för RNA-virussjukdomar eftersom de utvecklar resistens så snabbt.