フレームシフト突然変異
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フレームシフト突然変異（フレームシフトとつぜんへんい）とは、塩基の欠失または挿入が起こり、三つ組みの読み枠がずれた時に生じる突然変異である。これは、塩基対置換よりも影響が非常に大きい。というのも、大幅に遺伝暗号がずれ、アミノ酸が変わるだけでなく、終止コドンなどもずれてしまうためである。本来止まるべき終止コドンを読めなくなったり、より手前で終止コドンが現れたりする（フレームシフトの大半はこれ）ためである。以下の例で変異を考える。
| mRNA | 5'-GCU | GCU | GCU | GCU | GCU | GCU | GCU | GCU | GCU | GCU -3' |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| アミノ酸 | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala | Ala |
| mRNA | 5'-GCU | GCU | AGC | UGC | UGC | UGC | UGC | UGC | UGC | UGC -3' |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| アミノ酸 | Ala | Ala | Ser | Cys | Cys | Cys | Cys | Cys | Cys | Cys |
このように変異箇所から後の配列は大幅に異なる。このように、終止コドンが最後の辺りで無くなると、リボソームはポリA配列を読む羽目になって立ち往生する。だから真核細胞においては、終止コドンがないための分解 nonstop mediated decayによってmRNAは翻訳完了前に分解されてしまう。 3個の塩基がバラバラに導入された場合は、1個や2個の場合と比べ、影響は小さくなる。3カ所にAが入ることで考える。
| mRNA | 5'-GCU | GCU | AGC | UGC | AUG | CUG | CAU | GCU | GCU | GCU -3' |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| アミノ酸 | Ala | Ala | Ser | Cys | Met | Leu | His | Ala | Ala | Ala |
となって、3つ目に新たに挿入されたA以降のリーディングフレームが元通りとなり、影響は小さくなる。ただし、3つ組で入る場合はフレームがずれないので、単に挿入と言いフレームシフトとは言わない。
次に、フレームシフトによって終止コドンが来る場合を以下の例で説明する。大半のフレームシフト変異はこれに属する。
| DNA | 5'-TAC | GGA | CTC | CAC | GTC-3' |
|---|---|---|---|---|---|
| mRNA | AUG | CCU | CAC | GUG | GAG |
| アミノ酸 | Met | Pro | Glu | Val | GlU |
| DNA | 5'-TAC | GGA | CCC | ACG | TC-3' |
|---|---|---|---|---|---|
| mRNA | AUG | CCU | GGG | UGA | AG |
| アミノ酸 | Met | Pro | Glu | 終止 |
本来作られるべきポリペプチドよりも、大幅に小さいものが出来上がる。このような場合、真核生物においてはタンパク質は機能しないので、ナンセンス変異依存mRNA分解機構 nonsense mediated mRNA decayによって細胞内で破壊されることになる。
関連項目[編集]
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