De genomen van de meeste organismen zijn gebaseerd op DNA. Sommige virussen, zoals die welke de griep en HIV veroorzaken, hebben in plaats daarvan RNA-gebaseerde genomen. In het algemeen zijn virale RNA-genomen veel meer gevoelig voor mutatie dan die op basis van DNA. Dit onderscheid is belangrijk omdat RNA-gebaseerde virussen herhaaldelijk resistentie tegen geneesmiddelen hebben ontwikkeld.

RNA-virussen en -ziekten

Mutatiesnelheden in RNA-virussen zijn belangrijk omdat deze virussen een verschrikkelijke tol veroorzaken in termen van menselijke dood en ziekte. De griep en HIV, bijvoorbeeld, worden veroorzaakt door virussen met RNA-gebaseerde genomen. De hoge mutatiesnelheid betekent dat ze snel weerstand kunnen ontwikkelen tegen nieuwe geneesmiddelen. Elke populatie van deze virussen is erg genetisch divers. Dit maakt het erg moeilijk voor wetenschappers om bijvoorbeeld vaccins voor de griep te ontwikkelen. Omdat het influenzavirusgenoom divers is, moeten wetenschappers vaccins vaak combineren voor verschillende virale stammen. En omdat het genoom van het griepvirus constant verandert, kunnen vaccins die effectief zijn tijdens het ene griepseizoen de volgende onwerkzaam zijn.

Mutatiesnelheden

De hogere mutatiesnelheden in RNA-virussen zorgen ervoor dat ze meer evolueren snel en kon gemakkelijker weerstand tegen geneesmiddelen ontwikkelen dan op DNA gebaseerde virussen. Gemiddelde mutatiesnelheden in RNA-virussen worden geschat op ongeveer 100 keer hoger dan die voor DNA-virussen. Deze snelheid is vooral hoog omdat DNA-virussen de verfijnde DNA-reparatiemechanismen missen die worden gevonden in menselijke en andere dierlijke cellen. De enzymen die voorkomen in RNA-virussen en deelnemen aan het kopiëren van virale genomen is een belangrijke reden voor dit verschil. Deze enzymen missen de ingebouwde mogelijkheden om DNA-schade te herkennen die enzymen in de meeste organismen hebben.

Uracil en Thymine

Een ander interessant verschil tussen RNA- en DNA-mutaties omvat de basen thymine, cytosine en uracil , meestal weergegeven als T, C en U in de DNA-code. DNA gebruikt thymine, terwijl RNA in plaats daarvan uracil gebruikt. Cytosine kan soms spontaan veranderen in uracil. In DNA zal deze fout worden gedetecteerd omdat DNA gewoonlijk uracil niet bevat; de cel heeft enzymen die de substitutie kunnen herkennen en repareren. In RNA kan dit soort fouten echter niet worden gedetecteerd omdat RNA gewoonlijk zowel cytosine- als uracilbasen bevat. Dus, sommige mutaties worden minder vaak herkend en gerepareerd in RNA-virussen en de mutatiesnelheid neemt toe.

Retrovirussen

Retrovirussen, een andere klasse van virussen die bekend staan ​​om hun hoge mutatietarieven, zijn de oorzaken van HIV en andere ernstige ziekten. Deze virussen nemen hun RNA-gebaseerde genoom, gebruiken het om DNA te maken in een gastheercel en gebruiken het nieuwe DNA om meer viraal RNA te repliceren. Dit proces is foutgevoelig en resulteert in een ongewoon hoge mutatiesnelheid. HIV heeft bijvoorbeeld een mutatiesnelheid van 3,4 x 10 ^ -5 fouten per basenpaar, elke keer dat het genoom dit proces doorloopt. Retrovirussen hebben hogere mutatiesnelheden dan de meeste andere virussen, inclusief andere RNA-virussen. Als gevolg hiervan is het moeilijk om effectieve, langdurige behandelingen voor RNA-virusziekten te ontwikkelen omdat ze zo snel resistentie ontwikkelen.