I genomi della maggior parte degli organismi sono basati sul DNA. Alcuni virus come quelli che causano l'influenza e l'HIV, invece, hanno invece genomi basati sull'RNA. In generale, i genomi dell'RNA virale sono molto più soggetti a mutazioni rispetto a quelli basati sul DNA. Questa distinzione è importante perché i virus a base di RNA hanno ripetutamente evoluto la resistenza ai farmaci.

RNA Viruses and Disease

I tassi di mutazione nei virus RNA sono importanti perché questi virus causano un terribile pedaggio in termini di umano morte e malattia. L'influenza e l'HIV, ad esempio, sono causati da virus con genomi basati sull'RNA. L'alto tasso di mutazione significa che possono evolvere rapidamente la resistenza ai nuovi farmaci. Ogni data popolazione di questi virus è geneticamente diversa. Questo rende molto difficile per gli scienziati sviluppare vaccini contro l'influenza, per esempio. Poiché il genoma del virus dell'influenza è diverso, gli scienziati devono spesso combinare vaccini per diversi ceppi virali. E poiché il genoma del virus dell'influenza cambia costantemente, il vaccino efficace durante una stagione influenzale potrebbe essere inefficace il prossimo.

Tassi di mutazione

I più alti tassi di mutazione nei virus RNA assicurano che si evolvano di più rapidamente e potrebbe evolvere la resistenza ai farmaci più facilmente dei virus basati sul DNA. Le velocità medie di mutazione nei virus a RNA sono stimate in circa 100 volte superiori a quelle dei virus a DNA. Questo tasso è particolarmente elevato perché i virus del DNA mancano dei sofisticati meccanismi di riparazione del DNA trovati nelle cellule umane e di altri animali. Gli enzimi che si verificano nei virus RNA e partecipano alla copia dei genomi virali è una delle ragioni principali per questa differenza. Questi enzimi mancano delle capacità integrate per riconoscere il danno al DNA che gli enzimi hanno nella maggior parte degli organismi.

Uracile e Timina

Un'altra interessante differenza tra le mutazioni dell'RNA e del DNA riguarda le basi timina, citosina e uracile , tipicamente rappresentato come T, C e U nel codice del DNA. Il DNA usa la timina, mentre l'RNA usa invece l'uracile. La citosina può a volte cambiare spontaneamente in uracile. Nel DNA, questo errore verrà rilevato perché il DNA normalmente non contiene uracile; la cellula ha enzimi in grado di riconoscere e riparare la sostituzione. Nell'RNA, tuttavia, questo tipo di errore non può essere rilevato perché l'RNA normalmente contiene sia la citosina che le basi di uracile. Quindi, alcune mutazioni hanno meno probabilità di essere riconosciute e riparate nei virus RNA e il tasso di mutazioni aumenta.

Retrovirus

I retrovirus, un'altra classe di virus noti per i loro alti tassi di mutazione, sono cause di HIV e altre gravi malattie. Questi virus prendono il loro genoma basato sull'RNA, lo usano per creare il DNA all'interno di una cellula ospite e usano il nuovo DNA per replicare più RNA virali. Questo processo è soggetto a errori e comporta un tasso di mutazione insolitamente elevato. L'HIV, ad esempio, ha un tasso di mutazioni di 3,4 x 10 ^ -5 errori per coppia di basi ogni volta che il suo genoma attraversa questo processo. I retrovirus hanno tassi di mutazione più alti rispetto alla maggior parte degli altri virus, inclusi altri virus a RNA. Di conseguenza, è difficile sviluppare trattamenti efficaci e duraturi per le malattie virali dell'RNA perché sviluppano una resistenza così rapida.