Kehyksensiirtomutaatio on geneettinen vika, joka johtaa epänormaalien, usein toimimattomien proteiinien tuotantoon. Virhe geneettisten tietojen sekvenssissä saa solun proteiinisynteesikoneiston yhdistämään aminohapot yhteen väärässä järjestyksessä. Frameshift -mutaatiot liittyvät useisiin erilaisiin ihmisten sairauksiin, mukaan lukien Tay Sachsin tauti.
Jotta ymmärrettäisiin, miksi kehyksensiirtomutaatio voi aiheuttaa sairauksia, se auttaa ymmärtämään proteiinien valmistuksen perusteet. Kaikkien proteiinien koodi on solujen ytimiin tallennetussa deoksiribonukleiinihapossa (DNA), ja tämä DNA koostuu kytketyistä molekyyleistä, joita kutsutaan nukleotideiksi. Proteiinin valmistamiseksi ensimmäinen askel on, että molekyyli, joka tunnetaan nimellä messenger ribonucleic acid (mRNA), tekee kopion DNA: sta. Sitten mRNA kulkee ytimen ulkopuolelle ja muunnetaan nukleotidisekvenssistä aminohappoketjuksi ribosomeina tunnettujen rakenteiden avulla prosessissa, joka tunnetaan translaationa. Näistä aminohappoketjuista muodostuu proteiineja.
Translaation aikana mRNA: n kolmen nukleotidin sekvenssi, jota kutsutaan kodoniksi, määrittää, mikä aminohappo tulisi kytkeä seuraavaksi. On tärkeää säilyttää kodonien eheys, jotta ribosomi voi yhdistää oikeat aminohapot yhteen ja muodostaa oikean proteiinin. Kun kehyksensiirtomutaatio tapahtuu, mRNA -sekvenssissä on virhe, jonka seurauksena kodonit luetaan väärin.
Esimerkiksi mahdollinen mRNA -sekvenssi voi olla UUUAAAGGG, jossa jokainen kirjain edustaa nukleotidia. Normaalit kodonit olisivat siis UUU, AAA ja GGG. Jos mRNA: ssa ilmenee virhe, se voi johtaa sekvenssiin GUUUAAAGGG. Ribosomi lukisi kodonit GUU: na, UAA: na ja AGG: nä, koska ylimääräinen nukleotidi siirsi viitekehystä. Tämän seurauksena joko väärät aminohapot kytkeytyisivät toisiinsa ja valmistettaisiin väärä proteiini tai kodoni voitaisiin lukea signaalina pysähtyä, mikä katkaisee proteiinin ennenaikaisesti.
Kehyksensiirtomutaatio voi tapahtua useilla eri tavoilla. Se voi tapahtua lisäämällä yksi nukleotidi tai se voi myös johtua nukleotidin deleetiosta. Jos kolme nukleotidia poistetaan, tätä ei pidetä kehyksensiirtomutaationa, koska mutaation jälkeen tulevat kodonit luetaan normaalisti eikä niitä ole siirretty normaalikehyksistään.
Monet erilaiset ihmisten sairaudet voivat johtua kehyksensiirtomutaatiosta. Kehyksensiirtymämutaatio voi aiheuttaa Tay Sachsin taudin, perinnöllisen tilan, joka yleensä johtaa kuolemaan hyvin nuorena. Geneettiset mutaatiot voivat myös liittyä yleisempien sairauksien, kuten erityyppisten syöpien, kehittymiseen.