フレームシフト変異とは？

フレームシフト変異は、異常な、多くの場合機能しないタンパク質の産生を引き起こす遺伝的欠陥です。 遺伝情報のシーケンスにエラーがあると、細胞のタンパク質合成機構がアミノ酸を間違った順序でリンクします。 フレームシフト変異は、テイ・サックス病を含む多くの異なるヒト疾患に関連しています。

フレームシフト変異が病気を引き起こす理由を理解するためには、タンパク質の作り方の基本を理解することが役立ちます。 すべてのタンパク質のコードは、細胞の核に保存されているデオキシリボ核酸（DNA）にあり、このDNAはヌクレオチドと呼ばれる連結分子で構成されています。 タンパク質を作成するための最初のステップは、メッセンジャーリボ核酸（mRNA）として知られる分子がDNAのコピーを作成することです。 次に、mRNAは核外に移動し、翻訳として知られるプロセスで、リボソームとして知られる構造の助けを借りてヌクレオチド配列からアミノ酸の鎖に変換されます。 タンパク質は、これらのアミノ酸鎖から形成されます。

翻訳中、コドンと呼ばれるmRNAの3ヌクレオチド配列は、次にリンクされるべきアミノ酸を指定します。 コドンの完全性を維持して、リボソームが正しいアミノ酸をリンクし、正しいタンパク質を形成できるようにすることが重要です。 フレームシフト変異が発生すると、mRNAシーケンスにエラーが発生し、コドンが誤って読み取られます。

たとえば、可能なmRNA配列はUUUAAAGGGで、各文字はヌクレオチドを表します。 したがって、通常のコドンはUUU、AAA、およびGGGになります。 mRNAでエラーが発生した場合、GUUUAAAGGGシーケンスが発生する可能性があります。 参照フレームが余分なヌクレオチドによってシフトされたため、リボソームはコドンをGUU、UAA、およびAGGとして読み取ります。 その結果、誤ったアミノ酸がリンクされて間違ったタンパク質が作成されるか、コドンが停止のシグナルとして読み取られ、タンパク質が途中で切り捨てられる可能性があります。

フレームシフト変異が発生する可能性のあるさまざまな方法があります。 それは、1つのヌクレオチドの挿入によって発生する可能性があります。また、ヌクレオチドの削除から生じる可能性もあります。 3つのヌクレオチドが削除された場合、突然変異の後に来るコドンは正常に読み取られ、それらは通常のフレームからシフトされていないため、これはフレームシフト突然変異とは見なされません。

多くの異なる人間の病気は、フレームシフト変異に起因する可能性があります。 テイ・サックス病は、通常非常に若い年齢で死亡する遺伝性疾患であり、フレームシフト変異によって引き起こされる可能性があります。 遺伝的変異は、さまざまな種類の癌など、より一般的な疾患の発症にも関連している可能性があります。