При генодерматозах мутации со сдвигом рамки считывания встречаются довольно часто. Они представляют собой мутации, при которых вследствие делеции или инсерции происходит изменение количества нуклеотидов в цепи ДНК, не кратное трем. 

Это приводит к изменению последовательности аминокислот, поэтому при синтезе белка образуется укороченная или не функциональная молекула.

Рамка считывания – это последовательность нуклеотидов РНК или ДНК, которая способна кодировать белок.

К мутациям со сдвигом рамки считывания относятся инсерции (вставка участков ДНК размером от одного нуклеотида вплоть до целого гена), делеции (процесс, противоположный инсерции) и дупликации, когда происхоит повторное дублирование участка цепи ДНК размером от одного нуклеотида до гена (генов).

При этом следует отличать мутацию со сдвигом рамки считывания от однонуклеотидного полиморфизма, когда один из нуклеотидов заменяется на другой.

Наиболее опасной является делеция, так как при этой мутации может исчезнуть информация о жизненно важных белках.

Следует отметить, что инсерции и делеции не всегда приводят к сдвигу рамки считывания.

Выделяют следующие виды мутации со сдвигом рамки считывания: мишенные, немишенные, мишенные задерживающиеся, немишенные незадерживающиеся.

Мишенные мутации являются точечными, возникающими напротив повреждения в цепи ДНК, что может в некоторых случаях приводить к прекращению синтеза последней.

В отличие от мишенных, немишенные мутации происходят на некотором расстоянии от повреждения.

Мишенные задерживающиеся мутации возникают не сразу, а через какое-то время после воздействия мутагенного фактора, иногда даже после нескольких циклов репликации ДНК.

Немишенные мутации происходят на участках ДНК, которые не подвергались воздействию мутагенного фактора. Частота немишенных и задерживающихся мутаций зависит, как правило от нестабильности генома.

При этом мутации рамки считывания, по мнению X.Wang и соавт., (2022), являются важным звеном в эволюции белковых молекул и кодируемых ими генов.

Авторы также говорят о том, что во многих случаях белок, синтезируемый в результате мутации со сдвигом рамки считывания, во многом схож с белком дикого типа и, соответственно, имеет аналогичные функции.

Литература

1. WangX. et al. “Frameshift and wild-type proteins are often highly similar because the genetic code and genomes were optimized for frameshift tolerance”. BMC Genomics. 2022 Jun 2;23:416