Una mutación de cambio de marco (también llamada error de encuadre o cambio de marco de lectura ) es una mutación genética causada por indeles ( inserciones o deleciones ) de varios nucleótidos en una secuencia de ADN que no es divisible por tres. Debido a la naturaleza triplete de la expresión génica por codones , la inserción o deleción puede cambiar el marco de lectura (la agrupación de los codones), lo que resulta en una traducción completamente diferente de la original. Cuanto antes en la secuencia se produzca la deleción o inserción, más alterada será la proteína. [1]Una mutación de desplazamiento de marco no es lo mismo que un polimorfismo de un solo nucleótido en el que se reemplaza un nucleótido, en lugar de insertarlo o eliminarlo. En general, una mutación por desplazamiento del marco de lectura provocará la lectura de los codones después de la mutación para codificar diferentes aminoácidos. La mutación de desplazamiento de marco también alterará el primer codón de parada ("UAA", "UGA" o "UAG") encontrado en la secuencia. El polipéptido que se está creando podría ser anormalmente corto o anormalmente largo, y lo más probable es que no sea funcional. [2]
Las mutaciones por desplazamiento de marco son evidentes en enfermedades genéticas graves como la enfermedad de Tay-Sachs ; aumentan la susceptibilidad a ciertos cánceres y clases de hipercolesterolemia familiar ; en 1997, [3] una mutación por desplazamiento del marco de lectura se relacionó con la resistencia a la infección por el retrovirus del VIH. Se han propuesto mutaciones por desplazamiento de marco como una fuente de novedad biológica, al igual que con la supuesta creación de nilonasa , sin embargo, esta interpretación es controvertida. Un estudio de Negoro et al (2006) [4] encontró que era poco probable que una mutación por desplazamiento del marco de lectura fuera la causa y que más bien una sustitución de dos aminoácidos en el sitio activo de una esterasa ancestral resultó en nilonasa.
La información contenida en el ADN determina la función de las proteínas en las células de todos los organismos. La transcripción y traducción permiten que esta información se comunique para producir proteínas. Sin embargo, un error al leer esta comunicación puede hacer que la función de las proteínas sea incorrecta y eventualmente causar una enfermedad, incluso si la célula incorpora una variedad de medidas correctivas.
En 1956, Francis Crick describió el flujo de información genética desde el ADN hasta una disposición de aminoácidos específica para producir una proteína como dogma central. [1] Para que una célula funcione correctamente, se requiere que las proteínas se produzcan con precisión para las actividades estructurales y catalíticas . Una proteína elaborada incorrectamente puede tener efectos perjudiciales sobre la viabilidad celular y, en la mayoría de los casos, hacer que el organismo superior se vuelva insalubre debido a funciones celulares anormales. Para garantizar que el genoma transmita con éxito la información, los mecanismos de corrección de pruebas como las exonucleasas yLos sistemas de reparación de errores de apareamiento se incorporan en la replicación del ADN . [1]
Después de la replicación del ADN, la lectura de una sección seleccionada de información genética se realiza mediante transcripción . [1] Los nucleótidos que contienen la información genética se encuentran ahora en una plantilla de mensajero de una sola hebra llamada ARNm . El ARNm se incorpora a una subunidad del ribosoma e interactúa con un ARNr . La información genética contenida en los codones del ARNm ahora es leída (decodificada) por los anticodones del ARNt. A medida que se lee cada codón (triplete), los aminoácidos se unen hasta que se alcanza un codón de terminación (UAG, UGA o UAA). En este punto, el polipéptido (proteína) se ha sintetizado y se libera. [1]Por cada 1000 aminoácidos incorporados a la proteína, no más de uno es incorrecto. Esta fidelidad del reconocimiento de codones, que mantiene la importancia del marco de lectura adecuado, se logra mediante el apareamiento de bases adecuado en el sitio del ribosoma A, la actividad de hidrólisis de GTP de EF-Tu, una forma de estabilidad cinética, y un mecanismo de corrección de pruebas a medida que se libera EF-Tu. . [1]