Co to jest mutacja przesunięcia ramki?
Mutacja przesunięcia ramki jest defektem genetycznym, który powoduje wytwarzanie nienormalnych, często niedziałających białek. Błąd w sekwencji informacji genetycznej powoduje, że mechanizm syntezy białek w komórce łączy aminokwasy ze sobą w niewłaściwej kolejności. Mutacje przesuwające ramkę są związane z wieloma różnymi chorobami ludzkimi, w tym chorobą Tay Sachsa.
Aby zrozumieć, dlaczego mutacja przesunięcia ramki może powodować choroby, pomaga zrozumieć podstawy wytwarzania białek. Kod wszystkich białek znajduje się w kwasie dezoksyrybonukleinowym (DNA) przechowywanym w jądrach komórkowych, a ten DNA składa się z połączonych cząsteczek zwanych nukleotydami. Aby zrobić białko, pierwszym krokiem jest wykonanie przez cząsteczkę znaną jako przekaźnikowy kwas rybonukleinowy (mRNA) kopii DNA. Następnie mRNA przemieszcza się poza jądro i jest przekształcany z sekwencji nukleotydowej w łańcuch aminokwasów za pomocą struktur zwanych rybosomami, w procesie znanym jako translacja. Białka powstają z tych łańcuchów aminokwasów.
Podczas translacji trzynukleotydowa sekwencja mRNA zwana kodonem określa, który aminokwas powinien zostać następnie połączony. Ważne jest utrzymanie integralności kodonów, aby rybosom mógł łączyć ze sobą prawidłowe aminokwasy i tworzyć właściwe białko. Kiedy występuje mutacja przesunięcia ramki, występuje błąd w sekwencji mRNA, który powoduje nieprawidłowe odczytanie kodonów.
Na przykład możliwą sekwencją mRNA może być UUUAAAGGG, gdzie każda litera oznacza nukleotyd. Normalnymi kodonami byłyby zatem UUU, AAA i GGG. Jeśli wystąpi błąd w mRNA, może to skutkować sekwencją GUUUAAAGGG. Rybosom odczyta kodony jako GUU, UAA i AGG, ponieważ ramka odniesienia została przesunięta o dodatkowy nukleotyd. W rezultacie albo nieprawidłowe aminokwasy zostaną połączone i powstanie niewłaściwe białko, lub kodon może być odczytany jako sygnał do zatrzymania, tym samym przedwcześnie skracając białko.
Istnieje wiele różnych sposobów wystąpienia mutacji przesunięcia ramki. Może to nastąpić przez wstawienie jednego nukleotydu lub może również wynikać z usunięcia nukleotydu. Usunięcie trzech nukleotydów nie byłoby uważane za mutację z przesunięciem ramki, ponieważ kodony, które pojawiają się po mutacji, są odczytywane normalnie i nie zostały przesunięte poza swoje normalne ramki.
Wiele różnych chorób u ludzi może wynikać z mutacji typu shift-shift. Choroba Tay Sachsa, dziedziczna choroba, która zwykle kończy się śmiercią w bardzo młodym wieku, może być spowodowana mutacją przesunięcia ramki. Mutacje genetyczne mogą być również związane z rozwojem bardziej powszechnych chorób, takich jak różne rodzaje nowotworów.