Hva er en rammeskiftemutasjon?

En rammeskiftmutasjon er en genetisk defekt som resulterer i produksjon av unormale, ofte ikke-fungerende, proteiner. En feil i sekvensen av genetisk informasjon får cellens proteinsyntesemaskineri til å knytte aminosyrer sammen i feil rekkefølge. Frameshift-mutasjoner er assosiert med en rekke forskjellige menneskelige sykdommer, inkludert Tay Sachs sykdom.

For å forstå hvorfor en frameshift-mutasjon kan forårsake sykdom, hjelper det å forstå det grunnleggende om hvordan proteiner lages. Koden for alle proteiner er i deoksyribonukleinsyren (DNA) som er lagret i kjernen i celler, og dette DNAet består av koblede molekyler kjent som nukleotider. For å lage et protein er det første trinnet at et molekyl som kalles messenger ribonucleic acid (mRNA) lager en kopi av DNA. MRNA beveger seg deretter utenfor kjernen og omdannes fra en nukleotidsekvens til en kjede av aminosyrer ved hjelp av strukturer kjent som ribosomer, i en prosess kjent som translasjon. Proteiner dannes fra disse kjedene av aminosyrer.

Under oversettelse spesifiserer en tre-nukleotidsekvens av mRNA kalt et kodon hvilken aminosyre som skal kobles opp neste. Det er viktig å opprettholde integriteten til kodoner slik at ribosomet kan koble de riktige aminosyrene sammen og danne riktig protein. Når en rammeskiftmutasjon oppstår, er det en feil i mRNA-sekvensen som resulterer i at kodonene blir lest feil.

For eksempel kan en mulig mRNA-sekvens være UUUAAAGGG, der hver bokstav representerer et nukleotid. De normale kodonene vil således være UUU, AAA og GGG. Hvis det oppstår en feil i mRNA, kan det føre til sekvensen GUUUAAAGGG. Ribosomet ville lese kodonene som GUU, UAA og AGG fordi referanserammen ble forskjøvet av et ekstra nukleotid. Som et resultat vil enten de uriktige aminosyrene være koblet sammen og feil protein ville bli laget, eller et kodon kan leses som et signal for å stoppe, og dermed forkortes proteinet for tidlig.

Det er en rekke forskjellige måter en rammeskiftmutasjon kan oppstå. Det kan skje ved innsetting av ett nukleotid, eller det kan også være resultat av sletting av et nukleotid. Hvis tre nukleotider blir slettet, vil dette ikke bli betraktet som en rammeskiftmutasjon fordi kodonene som kommer etter mutasjonen blir lest normalt, og de ikke har blitt forskjøvet fra sine normale rammer.

Mange forskjellige menneskelige sykdommer kan være et resultat av en rammeskiftmutasjon. Tay Sachs sykdom, en arvelig tilstand som vanligvis resulterer i død i en veldig ung alder, kan være forårsaket av en rammeskiftmutasjon. De genetiske mutasjonene kan også være assosiert med utviklingen av mer vanlige sykdommer, for eksempel forskjellige typer kreft.