En ramförskjutningsmutation är en genetisk defekt som resulterar i produktion av onormala, ofta icke-fungerande, proteiner. Ett fel i sekvensen av genetisk information gör att cellens proteinsyntesmaskineri länkar samman aminosyror i fel ordning. Frameshift-mutationer är associerade med ett antal olika mänskliga sjukdomar, inklusive Tay Sachs sjukdom.
För att förstå varför en ramförskjutningsmutation kan orsaka sjukdom, hjälper det att förstå grunderna i hur proteiner tillverkas. Koden för alla proteiner finns i deoxiribonukleinsyran (DNA) som lagras i cellkärnorna, och detta DNA består av länkade molekyler som kallas nukleotider. För att göra ett protein är det första steget att en molekyl som kallas budbärarribonukleinsyra (mRNA) gör en kopia av DNA:t. mRNA:t färdas sedan utanför kärnan och omvandlas från en nukleotidsekvens till en kedja av aminosyror med hjälp av strukturer som kallas ribosomer, i en process som kallas translation. Proteiner bildas från dessa kedjor av aminosyror.
Under translation specificerar en trenukleotidsekvens av mRNA som kallas ett kodon vilken aminosyra som ska kopplas upp härnäst. Det är viktigt att bibehålla integriteten hos kodonen så att ribosomen kan länka ihop de korrekta aminosyrorna och bilda rätt protein. När en ramförskjutningsmutation inträffar finns det ett fel i mRNA-sekvensen som resulterar i att kodonen läses felaktigt.
Till exempel kan en möjlig mRNA-sekvens vara UUUAAAGGG, där varje bokstav representerar en nukleotid. De normala kodonen skulle alltså vara UUU, AAA och GGG. Om ett fel uppstår i mRNA kan det resultera i sekvensen GUUUAAAGGG. Ribosomen skulle läsa kodonen 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 skapas, eller så kan ett kodon läsas som en signal att sluta, vilket i förtid trunkerade proteinet.
Det finns ett antal olika sätt som en ramförskjutningsmutation kan uppstå. Det kan uppstå genom införandet av en nukleotid, eller det kan också vara resultatet av deletionen av en nukleotid. Om tre nukleotider raderas, skulle detta inte betraktas som en ramförskjutningsmutation eftersom kodonen som kommer efter mutationen läses normalt, och de har inte flyttats ut från sina normala ramar.
Många olika mänskliga sjukdomar kan bli resultatet av en ramförskjutningsmutation. Tay Sachs sjukdom, ett ärftligt tillstånd som vanligtvis leder till dödsfall i mycket ung ålder, kan orsakas av en ramförskjutningsmutation. De genetiska mutationerna kan också associeras med utvecklingen av vanligare sjukdomar, såsom olika typer av cancer.