Mutacje wirusowe

Mutacja to zmiana w sekwencji zasad DNA lub RNA w genomie. Niektóre mutacje zachodzą podczas replikacji genomu z powodu błędów popełnianych przez enzymy polimerazy, które replikują DNA lub RNA. W przeciwieństwie do polimerazy DNA, polimeraza RNA jest podatna na błędy, ponieważ nie jest w stanie “skorygować” swojej pracy. Wirusy z genomami opartymi na RNA, takie jak HIV, gromadzą mutacje szybciej niż wirusy z genomami opartymi na DNA. Ponieważ mutacja i rekombinacja stanowią surowiec dla ewolucji adaptacyjnej, wirusy oparte na RNA mogą szybko wyewoluować oporność na leki przeciwwirusowe.

Porównywanie mutacji pozwala nam zrekonstruować ewolucję

Głównym celem współczesnej biologii jest ujawnienie historii ewolucji poprzez porównanie sekwencji genomu. Ważnym praktycznym zastosowaniem tych analiz jest badanie ewolucji wirusów chorobotwórczych. Sekwencjonowanie genomu stało się tak szybkie i niedrogie, że obecnie możliwe jest badanie pochodzenia i trwającej ewolucji wirusów podczas wybuchu choroby.

Na przykład w 2013 r. w Chinach pojawił się nowy szczep ptasiej grypy o nazwie H7N9, który spowodował poważne choroby układu oddechowego u ludzi. Porównując mutacje w wirusach wyizolowanych od ludzi i kilku gatunków ptaków, naukowcy byli w stanie wykazać, że przodek tego szczepu grypy prawdopodobnie pochodził z chińskich populacji kaczek domowych, zanim został przeniesiony na kurczaki. Szczep przodków następnie połączył się z innymi wirusami ptaków, tworząc szczep H7N9, który zainfekował ludzi. Analizy te zidentyfikowały rynki żywego drobiu jako prawdopodobne źródło zakażeń u ludzi. Co więcej, badając ewolucję szczepu H7N9, naukowcy odkryli dodatkowy szczep ptasiej grypy, który prawdopodobnie może zarażać ludzi. Praca ta pokazuje, w jaki sposób ewolucyjne analizy mutacji mogą dostarczyć krytycznych informacji epidemiologom podczas epidemii.