Co je to Frameshift Mutation?

Mutace framehift je genetická vada, která vede k produkci abnormálních, často nefunkčních proteinů. Chyba v sekvenci genetických informací způsobuje, že buněčný mechanismus syntézy proteinů spojuje aminokyseliny dohromady v nesprávném pořadí. Frameshift mutace jsou spojeny s řadou různých lidských chorob, včetně Tay Sachsovy choroby.

Abychom pochopili, proč mutace framehift může způsobit onemocnění, pomáhá pochopit základy tvorby proteinů. Kód pro všechny proteiny je v kyselině deoxyribonukleové (DNA) uložené v jádrech buněk a tato DNA je tvořena navázanými molekulami známými jako nukleotidy. Při výrobě proteinu je prvním krokem vytvoření molekuly DNA známé jako messenger ribonukleová kyselina (mRNA). MRNA pak putuje mimo jádro a je přeměněna z nukleotidové sekvence na řetězec aminokyselin pomocí struktur známých jako ribozomy v procesu známém jako translace. Z těchto řetězců aminokyselin se tvoří proteiny.

Během translace určuje tři nukleotidové sekvence mRNA zvané kodon, která aminokyselina by měla být připojena příští. Je důležité udržovat integritu kodonů, aby ribosom mohl spojovat správné aminokyseliny a tvořit správný protein. Když dojde k mutaci posunu rámce, dojde k chybě v sekvenci mRNA, která má za následek nesprávné čtení kodonů.

Například možnou sekvencí mRNA může být UUUAAAGGG, kde každé písmeno představuje nukleotid. Normální kodony by tedy byly UUU, AAA a GGG. Pokud dojde k chybě v mRNA, může to vést k sekvenci GUUUAAAGGG. Ribozom by četl kodony jako GUU, UAA a AGG, protože referenční rámec byl posunut o extra nukleotid. V důsledku toho by byly buď nesprávné aminokyseliny spojeny dohromady a byl by vytvořen nesprávný protein, nebo by kodon mohl být čten jako signál k zastavení, čímž by se předčasně zkrátil protein.

Existuje řada různých způsobů, jak může dojít k mutaci posunu rámce. Mohlo by to nastat vložením jednoho nukleotidu, nebo by to také mohlo být výsledkem delece nukleotidu. Pokud by byly vymazány tři nukleotidy, nepovažovalo by se to za mutaci posunu rámců, protože kodony, které přicházejí po mutaci, se čtou normálně a nebyly posunuty z jejich normálních rámců.

Mutací s posunem rámce může být způsobeno mnoho různých lidských chorob. Tay Sachsova choroba, zděděná podmínka, která obvykle vede k úmrtí ve velmi malém věku, může být způsobena mutací s posunem rámce. Genetické mutace mohou být také spojeny s vývojem běžnějších nemocí, jako jsou různé typy rakoviny.