O mutație frameshift este un tip de mutație într-o secvență de ADN care este caracterizată prin inserția sau ștergerea nucleotidelor într-o cantitate care nu este un multiplu de trei. Rezultatul este o schimbare de cadre în timpul transcripției ARNm . Mutațiile frameshift sunt împărțite în mutații țintă, non-țintă, țintă întârziate și non-țintă întârziate.
O mutație de deplasare a cadrelor, în care o nucleotidă este inserată sau eliminată, trebuie să fie distinsă de un polimorfism de nucleotidă unică , în care o nucleotidă este înlocuită cu alta.
Datorită naturii triplete a codului genetic , inserarea sau ștergerea unui număr de nucleotide care nu sunt multipli de trei duce la o distorsiune puternică a informațiilor în ARNm transcris. De asemenea, poate duce la un codon stop , care duce la oprirea prematură a sintezei proteinelor.
Situația opusă poate apărea, de asemenea, când codonul stop modificat începe să codifice orice aminoacid. Acest lucru duce la alungirea anormală a lanțului polipeptidic. Când ștergerea și inserarea codonilor au loc una după alta în același punct al lanțului de codoni din ADN, aceasta poate duce la sinteza unei proteine de lungimea dorită, dar cu un aminoacid diferit în fragmentul alterat (mutație SNP - unică polimorfismul nucleotidelor ).
O mutație țintă de deplasare a cadrelor este o mutație de schimbare a cadrelor care apare opusă leziunilor ADN care poate opri sinteza ADN-ului. De exemplu, dimerii opuși de ciclobutan pirimidină [1] sunt cauza principală a mutagenezei ultraviolete. Termenul provine de la cuvântul „țintă”. Unele mutații de schimbare a cadrului țintă, cum ar fi inserțiile și delețiile de un singur nucleotid, pot fi clasificate ca mutații punctuale. Acestea sunt împărțite în ștergeri țintă, inserții țintă, ștergeri complexe țintă și inserții complexe țintă și, respectiv, în ștergeri întârziate țintă, inserții țintă întârziate, ștergeri complexe țintă întârziate și inserții complexe țintă întârziate [2] [3] .
În prezent, cel mai rezonabil model care explică mecanismul formării mutațiilor frameshift este considerat a fi modelul Streisinger [4] [5] , care sugerează că cauza formării mutațiilor frameshift constă în apariția golurilor și alunecării catenă de ADN în timpul sintezei [6] . S-a demonstrat că formarea delețiilor este asociată cu apariția de bucle sau umflături în molecula de ADN [7] .
În cadrul modelului polimerază-tautomeric al mutagenezei ultraviolete, au fost dezvoltate modele ale mecanismelor de formare a inserțiilor țintei [8] , delețiilor țintei [9] și inserțiilor complexe țintă [10] cauzate de dimerii cis-sin-ciclobutan timină . Analiza structurală a încorporării bazelor canonice ale ADN-ului opus dimerilor cis-sin-ciclobutan timină care conțin timină într-o formă tautomeră rară specifică a arătat că este imposibil să se introducă vreo bază canonică opusă acestora, astfel încât legăturile de hidrogen să se formeze între baze în acest tautomer rar. forma și bazele canonice ale ADN-ului. Spre deosebire de dimerii de timină cis-sin-ciclobutan care conțin molecule de timină în această formă rară tautomeră, pot apărea goluri ale unei nucleotide. Alunecarea catenei de ADN și formarea de bucle pot duce la formarea delețiilor sau inserțiilor.