Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

RNA Mutation Vs. DNA Mutation

Genomerne af de fleste organismer er baseret på DNA. Nogle vira som dem, der forårsager influenza og hiv, har imidlertid RNA-baserede genomer i stedet. Generelt er virale RNA-genomer meget mere mutationsbenlige end dem, der er baseret på DNA. Denne sondring er vigtig, fordi RNA-baserede vira gentagne gange har udviklet resistens over for lægemidler.

RNA-virus og sygdom

Mutationshastigheder i RNA-vira er vigtige, fordi disse vira forårsager en frygtelig vejafgift for menneskelige død og sygdom. Influenzaen og HIV er for eksempel forårsaget af vira med RNA-baserede genomer. Den høje mutationsrate betyder, at de hurtigt kan udvikle modstand mod nye lægemidler. Enhver given population af disse vira er meget genetisk forskelligartet. Dette gør det meget vanskeligt for forskere at udvikle vacciner til influenza, for eksempel. Fordi influenzavirusgenomet er forskelligt, skal forskerne ofte kombinere vacciner til flere virale stammer. Og fordi influenzavirusgenomet ændres konstant, kan vacciner, der er effektive i en influenzesæson, være ineffektive det næste.

Mutationspriser

De højere mutationsfrekvenser i RNA-vira sikrer, at de udvikler sig mere hurtigt og kunne udvikle resistens mod stoffer lettere end DNA-baserede vira. Gennemsnitlige mutationshastigheder i RNA-vira anslås at være ca. 100 gange højere end dem for DNA-vira. Denne hastighed er især høj, fordi DNA-vira mangler de sofistikerede DNA-reparationsmekanismer fundet i humane og andre dyreceller. De enzymer, der forekommer i RNA-vira og deltager i kopiering af virale genomer, er en afgørende årsag til denne forskel. Disse enzymer mangler den indbyggede evne til at genkende DNA-beskadigelse, som enzymer i de fleste organismer har.

Uracil og thymine

En anden interessant forskel mellem RNA og DNA-mutationer involverer baserne thymin, cytosin og uracil , typisk repræsenteret som T, C og U i DNA-koden. DNA bruger tymin, mens RNA bruger uracil i stedet. Cytosin kan undertiden ændres spontant til uracil. I DNA vil denne fejl blive detekteret, fordi DNA normalt ikke indeholder uracil; cellen har enzymer, som kan genkende og reparere substitutionen. I RNA kan denne type fejl imidlertid ikke detekteres, fordi RNA sædvanligvis indeholder både cytosin og uracilbaser. Så, nogle mutationer er mindre tilbøjelige til at blive genkendt og repareret i RNA-vira, og mutationshastigheden øges.

Retrovirus

Retrovirus, en anden klasse vira kendt for deres høje mutationshastigheder, er årsager til hiv og andre alvorlige sygdomme. Disse vira tager deres RNA-baserede genom, bruger det til at lave DNA i en værtscelle og bruge det nye DNA til at replikere mere viralt RNA. Denne proces er fejlsynlig og resulterer i en usædvanlig høj mutationsrate. HIV har for eksempel en mutationsrate på 3,4 x 10 ^ -5 fejl pr. Basispar hver gang dens genom går gennem denne proces. Retrovirus har højere mutationshastigheder end de fleste andre vira, herunder andre RNA-vira. Som følge heraf er det svært at udvikle effektive, langvarige behandlinger for RNA virussygdomme, fordi de udvikler resistens så hurtigt.

Klik for at udvide hele teksten