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16.7: 바이러스성 돌연변이

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Viral Mutations

16.7: Viral Mutations

16.7: 바이러스성 돌연변이

A mutation is a change in the sequence of bases of DNA or RNA in a genome. Some mutations occur during replication of the genome due to errors made by the polymerase enzymes that replicate DNA or RNA. Unlike DNA polymerase, RNA polymerase is prone to errors because it is not capable of “proofreading” its work. Viruses with RNA-based genomes, like HIV, therefore accrue mutations faster than viruses with DNA-based genomes. Because mutation and recombination provide the raw material for adaptive evolution, RNA-based viruses can quickly evolve resistance to antiviral drugs.

Comparing Mutations Allows Us to Reconstruct Evolution

A major goal in modern biology is to reveal evolutionary history by comparing genome sequences. An important practical application of these analyses is the study of evolution in disease-causing viruses. Genome sequencing has become so rapid and inexpensive that it is now possible to investigate the origins and ongoing evolution of viruses during a disease outbreak.

For example, in 2013, a new strain of avian influenza called H7N9 emerged in China that caused severe respiratory illness in humans. By comparing the mutations in viruses isolated from humans and several bird species, researchers were able to show that the ancestor of this flu strain probably originated in Chinese domestic duck populations before it was transmitted to chickens. The ancestral strain subsequently recombined with other bird viruses to generate the H7N9 strain that infected humans. These analyses identified live poultry markets as the likely source of human infections. Furthermore, while investigating the evolution of the H7N9 strain, researchers found an additional strain of avian flu that can likely infect humans. This work demonstrates how evolutionary analyses of mutations can provide critical information to epidemiologists during an epidemic.

돌연변이는 게놈에서 DNA 또는 RNA의 기지의 순서에 있는 변화입니다. 몇몇 돌연변이는 DNA 또는 RNA를 복제하는 중합효소에 의한 오류 때문에 게놈의 복제 도중 생깁니다. DNA 폴리머라제와 는 달리 RNA 폴리머라제는 그 작업을 "교정"할 수 없기 때문에 오류가 발생하기 쉽습니다. HIV와 같은 RNA 기반 게놈을 가진 바이러스는, 그러므로 DNA 기지를 둔 게놈을 가진 바이러스 보다는 더 빨리 돌연변이를 발생시합니다. 돌연변이와 재조합은 적응진화를 위한 원료를 제공하기 때문에 RNA 기반 바이러스는 항바이러스제에 대한 내성을 빠르게 진화시킬 수 있다.

돌연변이를 비교하면 진화를 재구성할 수 있습니다.

현대 생물학의 주요 목표는 게놈 서열을 비교하여 진화사를 드러내는 것입니다. 이러한 분석의 중요한 실용적인 응용 프로그램은 질병을 일으키는 바이러스에 있는 진화의 연구 결과입니다. 게놈 염기서열분석은 너무 빠르고 저렴해져 질병 발병 시 바이러스의 기원과 지속적인 진화를 조사할 수 있게 되었습니다.

예를 들어, 2013년에 H7N9라고 불리는 조류 인플루엔자의 새로운 균주가 중국에서 발생하여 인간에게 심각한 호흡기 질환을 일으켰습니다. 인간과 몇몇 조류 종에서 고립된 바이러스에 있는 돌연변이를 비교해서, 연구원은 이 독감 긴장의 조상이 아마 닭에게 전염되기 전에 중국 국내 오리 인구에서 유래했다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 조상 균주는 이후에 인간을 감염 H7N9 균주를 생성하기 위해 다른 조류 바이러스와 재결합. 이 분석은 인간 감염의 가능성 근원으로 살아있는 가금류 시장을 확인했습니다. 게다가, H7N9 긴장의 진화를 조사하는 동안, 연구원은 아마 인간을 감염시킬 수 있는 조류 독감의 추가 긴장을 찾아냈습니다. 이 연구는 돌연변이의 진화 분석이 전염병 도중 역학에게 중요한 정보를 제공할 수 있는 방법을 보여줍니다.

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