การกลายพันธุ์ของเฟรมคืออะไร

การกลายพันธุ์ของเฟรมเป็นข้อบกพร่องทางพันธุกรรมที่ส่งผลให้เกิดการผลิตโปรตีนที่ผิดปกติซึ่งมักจะไม่ทำงาน ข้อผิดพลาดในลำดับของข้อมูลทางพันธุกรรมทำให้เครื่องจักรการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์เชื่อมโยงกรดอะมิโนเข้าด้วยกันในลำดับที่ไม่ถูกต้อง การกลายพันธุ์ของเฟรมฮัฟท์นั้นเกี่ยวข้องกับโรคของมนุษย์หลายชนิดรวมถึงโรค Tay Sachs

เพื่อที่จะเข้าใจว่าทำไมการกลายพันธุ์ของเฟรมแฮชสามารถทำให้เกิดโรคได้มันช่วยให้เข้าใจพื้นฐานของการสร้างโปรตีน รหัสสำหรับโปรตีนทั้งหมดอยู่ในกรด deoxyribonucleic (DNA) ที่เก็บไว้ในนิวเคลียสของเซลล์และ DNA นี้ประกอบด้วยโมเลกุลที่เชื่อมโยงซึ่งรู้จักกันในชื่อนิวคลีโอไทด์ ในการสร้างโปรตีนขั้นตอนแรกคือโมเลกุลที่รู้จักกันในชื่อ messenger ribonucleic acid (mRNA) เพื่อสร้างสำเนาของ DNA mRNA นั้นเดินทางไปนอกนิวเคลียสและถูกแปลงจากลำดับนิวคลีโอไทด์เป็นสายโซ่ของกรดอะมิโนด้วยความช่วยเหลือของโครงสร้างที่รู้จักกันในชื่อไรโบโซมในกระบวนการที่เรียกว่าการแปล โปรตีนเกิดจากโซ่ของกรดอะมิโนเหล่านี้

ในระหว่างการแปลลำดับของ mRNA สามนิวคลีโอไทด์ที่เรียกว่า codon จะระบุว่ากรดอะมิโนตัวใดที่ควรเชื่อมโยงกันต่อไป มันเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์ของ codons เพื่อให้ไรโบโซมสามารถเชื่อมโยงกรดอะมิโนที่ถูกต้องเข้าด้วยกันและสร้างโปรตีนที่ถูกต้อง เมื่อการกลายพันธุ์ frameshift เกิดขึ้นมีข้อผิดพลาดในลำดับ mRNA ที่ส่งผลให้ codons ถูกอ่านอย่างไม่ถูกต้อง

ตัวอย่างเช่นลำดับ mRNA ที่เป็นไปได้อาจเป็น UUUAAAGGG โดยที่จดหมายแต่ละฉบับแสดงถึงนิวคลีโอไทด์ รหัสปกติจึงน่าจะเป็น UUU, AAA และ GGG หากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นใน mRNA อาจส่งผลให้ลำดับ GUUUAAAGGG ไรโบโซมนั้นจะอ่านโคดอนเป็น GUU, UAA และ AGG เพราะเฟรมของการอ้างอิงถูกเลื่อนโดยนิวคลีโอไทด์เสริม เป็นผลให้ทั้งกรดอะมิโนที่ไม่ถูกต้องจะถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันและโปรตีนที่ผิดจะถูกสร้างขึ้นหรือ codon อาจถูกอ่านเป็นสัญญาณที่จะหยุดจึงตัดโปรตีนก่อนเวลาอันควร

มีหลายวิธีที่การกลายพันธุ์ของเฟรมเฟรมสามารถเกิดขึ้นได้ มันอาจเกิดขึ้นได้จากการแทรกนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวหรืออาจเกิดจากการลบนิวคลีโอไทด์ หากนิวคลีโอไทด์ทั้งสามถูกลบนี่จะไม่ถูกพิจารณาว่าเป็นการกลายเป็น frameshift กลายเป็นเพราะ codons ที่มาหลังจากการกลายพันธุ์ถูกอ่านตามปกติและพวกมันจะไม่ถูกเลื่อนออกจากเฟรมปกติ

โรคของมนุษย์ที่แตกต่างกันจำนวนมากอาจเกิดจากการกลายพันธุ์ของเฟรม โรค Tay Sachs เป็นเงื่อนไขที่สืบทอดซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะส่งผลให้เสียชีวิตตั้งแต่อายุยังน้อยมากอาจเกิดจากการกลายพันธุ์เฟรม การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมยังสามารถเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรคที่พบบ่อยมากขึ้นเช่นโรคมะเร็งชนิดต่าง ๆ