Vad är en ramskiftmutation?
En frameshift-mutation är en genetisk defekt som resulterar i produktion av onormala, ofta icke fungerande, proteiner. Ett fel i sekvensen av genetisk information gör att cellens proteinsyntesmaskiner kopplar aminosyror i fel ordning. Ramskiftmutationer är associerade med ett antal olika mänskliga sjukdomar, inklusive Tay Sachs sjukdom.
För att förstå varför en skiftmutation kan orsaka sjukdom, hjälper det att förstå grunderna i hur proteiner tillverkas. Koden för alla proteiner finns i deoxiribonukleinsyra (DNA) lagrad i cellkärnorna, och detta DNA består av länkade molekyler kända som nukleotider. För att tillverka ett protein är det första steget för en molekyl som kallas messenger ribonucleic acid (mRNA) för att göra en kopia av DNA: t. MRNA rör sig sedan utanför kärnan och omvandlas från en nukleotidsekvens till en kedja av aminosyror med hjälp av strukturer kända som ribosomer, i en process känd som translation. Proteiner bildas från dessa kedjor av aminosyror.
Under översättningen specificerar en tre-nukleotidsekvens av mRNA som kallas ett kodon vilken aminosyra som ska kopplas upp nästa. Det är viktigt att bibehålla kodons integritet så att ribosomen kan koppla samman de korrekta aminosyrorna och bilda rätt protein. När en frameshift-mutation inträffar finns det ett fel i mRNA-sekvensen som resulterar i att kodonerna läses felaktigt.
Till exempel kan en möjlig mRNA-sekvens vara UUUAAAGGG, där varje bokstav representerar en nukleotid. De normala kodonerna skulle således vara UUU, AAA och GGG. Om ett fel inträffar i mRNA kan det resultera i sekvensen GUUUAAAGGG. Ribosomen skulle läsa kodonerna som GUU, UAA och AGG eftersom referensramen skiftades av en extra nukleotid. Som ett resultat skulle antingen de felaktiga aminosyrorna kopplas samman och fel protein skulle framställas, eller så kan ett kodon läsas som en signal för att stoppa, vilket således förkortar proteinet för tidigt.
Det finns ett antal olika sätt som en ramförskjutningsmutation kan uppstå. Det kan inträffa genom att en nukleotid införs, eller det kan också vara resultatet av borttagandet av en nukleotid. Om tre nukleotider raderas skulle detta inte betraktas som en ramförskjutningsmutation eftersom kodonerna som kommer efter mutationen läses normalt, och de har inte förskjutits från sina normala ramar.
Många olika mänskliga sjukdomar kan vara resultatet av en ramförskjutningsmutation. Tay Sachs sjukdom, ett ärftligt tillstånd som vanligtvis resulterar i dödsfall i en mycket ung ålder, kan orsakas av en skiftmutation. De genetiska mutationerna kan också associeras med utvecklingen av vanligare sjukdomar, till exempel olika typer av cancer.