フレームシフト突然変異

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。
+ 正常配列 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にAが挿入された変異配列 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。
+ 3カ所変異後の配列 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。
+ 正常配列 DNA  5'-TAC  GGA  CTC  CAC  GTC-3' mRNA  AUG  CCU  CAC  GUG  GAG アミノ酸  Met  Pro  Glu  Val  GlU
+ DNAのCTCのTが欠失した変異 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 
遺伝子
進化
腫瘍
染色体異常
翻訳 (生物学)
DNA修復
突然変異

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