Что такое мутация Frameshift?

Мутация смещения кадра - это генетический дефект, который приводит к образованию аномальных, часто нефункционирующих белков. Ошибка в последовательности генетической информации заставляет механизм синтеза белка клетки связывать аминокислоты в неправильном порядке. Мутации смены кадров связаны с рядом различных заболеваний человека, включая болезнь Тея Сакса.

Чтобы понять, почему мутация смещения кадра может вызвать заболевание, это помогает понять основы того, как производятся белки. Код для всех белков находится в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), хранящейся в ядрах клеток, и эта ДНК состоит из связанных молекул, известных как нуклеотиды. Для создания белка первым шагом для молекулы, известной как мессенджер рибонуклеиновая кислота (мРНК), является создание копии ДНК. Затем мРНК выходит за пределы ядра и превращается из нуклеотидной последовательности в цепочку аминокислот с помощью структур, известных как рибосомы, в процессе, известном как трансляция. Белки образуются из этих цепей аминокислот.

Во время трансляции трехнуклеотидная последовательность мРНК, называемая кодоном, указывает, какая аминокислота должна быть связана далее. Важно поддерживать целостность кодонов, чтобы рибосома могла связать правильные аминокислоты вместе и сформировать правильный белок. Когда происходит мутация смещения кадра, в последовательности мРНК возникает ошибка, которая приводит к неправильному считыванию кодонов.

Например, возможной последовательностью мРНК может быть UUUAAAGGG, где каждая буква представляет нуклеотид. Таким образом, нормальными кодонами будут UUU, AAA и GGG. Если в мРНК возникает ошибка, это может привести к последовательности GUUUAAAGGG. Рибосома будет считывать кодоны как GUU, UAA и AGG, потому что система отсчета смещается на дополнительный нуклеотид. В результате, либо неправильные аминокислоты будут связаны вместе, и будет получен неправильный белок, либо кодон может быть прочитан как сигнал для остановки, что приведет к преждевременному усечению белка.

Существует ряд различных способов возникновения мутации сдвига кадров. Это может произойти путем вставки одного нуклеотида, или это также может быть результатом удаления нуклеотида. Если три нуклеотида удалены, это не будет считаться мутацией со сдвигом рамки, потому что кодоны, которые появляются после мутации, считываются нормально, и они не были сдвинуты из своих нормальных рамок.

Множество различных заболеваний человека могут возникнуть в результате мутации сдвига кадров. Болезнь Тея Сакса, наследственное заболевание, которое обычно приводит к смерти в очень молодом возрасте, может быть вызвана мутацией сдвига кадров. Генетические мутации также могут быть связаны с развитием более распространенных заболеваний, таких как различные виды рака.