Che cos'è una mutazione Frameshift?
Una mutazione frame-shift è un difetto genetico che provoca la produzione di proteine anomale, spesso non funzionanti. Un errore nella sequenza di informazioni genetiche fa sì che il meccanismo di sintesi proteica della cellula colleghi gli amminoacidi nell'ordine sbagliato. Le mutazioni di Frameshift sono associate a diverse malattie umane, inclusa la malattia di Tay Sachs.
Per capire perché una mutazione frame-shift può causare malattie, aiuta a capire le basi di come vengono prodotte le proteine. Il codice per tutte le proteine è nell'acido desossiribonucleico (DNA) immagazzinato nei nuclei delle cellule e questo DNA è costituito da molecole collegate note come nucleotidi. Per produrre una proteina, il primo passo è per una molecola nota come acido ribonucleico messaggero (mRNA) per fare una copia del DNA. L'mRNA quindi viaggia fuori dal nucleo e viene convertito da una sequenza nucleotidica in una catena di aminoacidi con l'aiuto di strutture note come ribosomi, in un processo noto come traduzione. Le proteine sono formate da queste catene di aminoacidi.
Durante la traduzione, una sequenza di tre nucleotidi di mRNA chiamata codone specifica quale amminoacido dovrebbe essere collegato successivamente. È importante mantenere l'integrità dei codoni in modo che il ribosoma possa collegare insieme gli amminoacidi corretti e formare la proteina corretta. Quando si verifica una mutazione frame-shift, si verifica un errore nella sequenza mRNA che provoca la lettura errata dei codoni.
Ad esempio, una possibile sequenza di mRNA potrebbe essere UUUAAAGGG, dove ogni lettera rappresenta un nucleotide. I codoni normali sarebbero quindi UUU, AAA e GGG. Se si verifica un errore nell'mRNA, potrebbe verificarsi la sequenza GUUUAAAGGG. Il ribosoma avrebbe letto i codoni come GUU, UAA e AGG perché il quadro di riferimento è stato spostato da un nucleotide aggiuntivo. Di conseguenza, o gli amminoacidi errati verrebbero collegati insieme e verrebbe prodotta la proteina sbagliata, oppure un codone potrebbe essere letto come segnale di arresto, troncando prematuramente la proteina.
Esistono diversi modi in cui può verificarsi una mutazione frame-shift. Potrebbe verificarsi con l'inserimento di un nucleotide o potrebbe anche derivare dalla delezione di un nucleotide. Se vengono eliminati tre nucleotidi, questa non verrebbe considerata una mutazione del frame shift poiché i codoni che seguono la mutazione vengono letti normalmente e non sono stati spostati dai loro frame normali.
Molte diverse malattie umane possono derivare da una mutazione del frame shift. La malattia di Tay Sachs, una condizione ereditaria che di solito provoca la morte in tenera età, può essere causata da una mutazione del telaio. Le mutazioni genetiche possono anche essere associate allo sviluppo di malattie più comuni, come diversi tipi di tumori.