Hvad er en frameshift-mutation?
En frameshift-mutation er en genetisk defekt, der resulterer i produktion af unormale, ofte ikke-fungerende proteiner. En fejl i sekvensen af genetisk information får cellens proteinsyntesemaskineri til at forbinde aminosyrer i forkert rækkefølge. Frameshift-mutationer er forbundet med en række forskellige menneskelige sygdomme, herunder Tay Sachs sygdom.
For at forstå, hvorfor en frameshift-mutation kan forårsage sygdom, hjælper det med at forstå det grundlæggende om, hvordan proteiner fremstilles. Koden for alle proteiner findes i deoxyribonukleinsyre (DNA), der er gemt i cellernes kerner, og dette DNA består af sammenkoblede molekyler, der kaldes nukleotider. For at fremstille et protein er det første trin for et molekyle kendt som messenger ribonucleic acid (mRNA) til at fremstille en kopi af DNA'et. MRNA bevæger sig derefter uden for kernen og omdannes fra en nukleotidsekvens til en kæde af aminosyrer ved hjælp af strukturer kendt som ribosomer i en proces, der er kendt som translation. Proteiner dannes ud fra disse kæder af aminosyrer.
Under translation specificerer en tre-nukleotidsekvens af mRNA kaldet et kodon, hvilken aminosyre der skal bindes op næste. Det er vigtigt at opretholde kodonernes integritet, så ribosomet kan forbinde de korrekte aminosyrer og danne det korrekte protein. Når der opstår en frameshift-mutation, er der en fejl i mRNA-sekvensen, der resulterer i, at kodonerne læses forkert.
For eksempel kan en mulig mRNA-sekvens være UUUAAAGGG, hvor hvert bogstav repræsenterer et nukleotid. De normale kodoner ville således være UUU, AAA og GGG. Hvis der opstår en fejl i mRNA, kan det resultere i sekvensen GUUUAAAGGG. Ribosomet læste kodonerne som GUU, UAA og AGG, fordi referencerammen blev forskudt af et ekstra nukleotid. Som et resultat vil enten de forkerte aminosyrer blive bundet sammen, og det forkerte protein ville blive fremstillet, eller et kodon kan læses som et signal til at stoppe, hvilket således forkortes proteinet for tidligt.
Der er en række forskellige måder, som en frameshift-mutation kan forekomme. Det kan forekomme ved indsættelse af et nukleotid, eller det kan også være resultatet af sletningen af et nukleotid. Hvis tre nukleotider slettes, vil dette ikke blive betragtet som en frameshift-mutation, fordi kodonerne, der kommer efter mutationen, læses normalt, og de er ikke blevet forskudt fra deres normale rammer.
Mange forskellige menneskelige sygdomme kan være resultatet af en rammeskiftmutation. Tay Sachs sygdom, en arvelig tilstand, der typisk resulterer i død i en meget ung alder, kan være forårsaget af en frameshift-mutation. De genetiske mutationer kan også forbindes med udviklingen af mere almindelige sygdomme, såsom forskellige typer kræftformer.