Mutasyon, bir genomdaki DNA veya RNA bazlarının dizisindeki bir değişikliktir. Bazı mutasyonlar, DNA veya RNA'yı kopyalayan polimeraz enzimleri tarafından yapılan hatalar nedeniyle genomun replikasyonu sırasında ortaya çıkar. DNA polimerazından farklı olarak, RNA polimeraz hatalara daha eğilimlidir, çünkü yaptığı işi “düzeltme” yeteneğine sahip değildir. Bu nedenle, HIV gibi RNA bazlı genomlara sahip virüsler, DNA bazlı genomlara sahip virüslerden daha hızlı mutasyona uğrarlar. Mutasyon ve rekombinasyon adaptif evrim için hammadde sağladığından, RNA bazlı virüsler antiviral ilaçlara karşı direnci hızla geliştirebilir.
Modern biyolojideki önemli bir amaç, genom dizilerini karşılaştırarak evrimsel tarihi ortaya çıkarmaktır. Bu analizlerin önemli bir pratik uygulaması, hastalığa neden olan virüslerde evrim çalışmasıdır. Genom dizilimi çalışmak o kadar hızlı ve ulaşılabilir hale geldi ki, bir hastalık salgını sırasında virüslerin kökenlerini ve devam eden evrimini araştırmak artık mümkün.
Örneğin, 2013 yılında, Çin'de insanlarda ciddi solunum yolu hastalığına neden olan H7N9 adı verilen yeni bir kuş gribi türü ortaya çıktı. İnsanlardan ve birkaç kuş türünden izole edilen virüslerdeki mutasyonları karşılaştırarak, araştırmacılar bu grip suşunun atasının muhtemelen tavuklara bulaşmadan önce Çin yerli ördek popülasyonlarından kaynaklandığını gösterebildiler. Atalarının suşu daha sonra insanları enfekte eden H7N9 suşu oluşturmak için diğer kuş virüsleriyle yeniden birleşti. Bu analizler, canlı kümes hayvanları pazarlarını insan enfeksiyonlarının muhtemel kaynağı olarak tanımladı. Ayrıca, H7N9 suşunun evrimini araştırırken, araştırmacılar insanları enfekte edebilecek ek bir kuş gribi türü buldular. Bu çalışma, mutasyonların evrimsel analizlerinin bir salgın sırasında epidemiyologlara nasıl kritik bilgiler sağlayabileceğini göstermektedir.
