Una mutación de cambio de marco es un tipo de mutación en una secuencia de ADN que se caracteriza por la inserción o eliminación de nucleótidos en una cantidad que no es un múltiplo de tres. El resultado es un cambio de marco durante la transcripción del ARNm . Las mutaciones de cambio de marco se dividen en mutaciones de cambio de marco objetivo, no objetivo, retraso objetivo y mutaciones de cambio de marco retraso no objetivo.
Una mutación de cambio de marco, en la que se inserta o elimina un nucleótido, debe distinguirse de un polimorfismo de un solo nucleótido , en el que un nucleótido se reemplaza por otro.
Debido a la naturaleza de triplete del código genético , la inserción o eliminación de un número de nucleótidos que no son múltiplos de tres conduce a una fuerte distorsión de la información en el ARNm transcrito. También puede resultar en un codón de parada , lo que lleva a la terminación prematura de la síntesis de proteínas.
La situación inversa también puede ocurrir, cuando el codón de terminación modificado comienza a codificar cualquier aminoácido. Esto conduce a un alargamiento anormal de la cadena polipeptídica. Cuando la deleción y la inserción de codones ocurren uno tras otro en el mismo punto de la cadena de codones en el ADN, esto puede conducir a la síntesis de una proteína de la longitud deseada, pero con un aminoácido diferente en el fragmento alterado (mutación SNP - single polimorfismo de nucleótidos ).
Una mutación objetivo de cambio de marco es una mutación de cambio de marco que aparece frente al daño del ADN que puede detener la síntesis de ADN. Por ejemplo, los dímeros de pirimidina de ciclobutano opuestos [1] son la causa principal de la mutagénesis ultravioleta. El término proviene de la palabra "objetivo". Algunas mutaciones de desplazamiento del marco objetivo, como las inserciones y deleciones de un solo nucleótido, pueden clasificarse como mutaciones puntuales. Se dividen en eliminaciones objetivo, inserciones objetivo, eliminaciones complejas objetivo e inserciones complejas objetivo y, respectivamente, en eliminaciones retrasadas objetivo, inserciones retrasadas objetivo, eliminaciones complejas objetivo retrasadas e inserciones complejas objetivo retrasadas [2] [3] .
Actualmente, el modelo más razonable que explica el mecanismo de la formación de mutaciones de cambio de marco se considera el modelo de Streisinger [4] [5] , que sugiere que la causa de la formación de mutaciones de cambio de marco radica en la aparición de lagunas y deslizamiento del Cadena de ADN durante la síntesis [6] . Se ha demostrado que la formación de deleciones está asociada con la aparición de bucles o protuberancias en la molécula de ADN [7] .
En el marco del modelo tautomérico de polimerasa de mutagénesis ultravioleta, se desarrollaron modelos de los mecanismos de formación de inserciones diana [8] , deleciones diana [9] e inserciones de complejo diana [10] causadas por dímeros de timina cis-sin-ciclobutano. . El análisis estructural de la incorporación de bases canónicas de ADN opuestas a los dímeros de timina cis-sin-ciclobutano que contienen timina en una forma tautomérica rara específica mostró que es imposible insertar ninguna base canónica opuesta a ellas para que se formen enlaces de hidrógeno entre las bases en este tautomérico raro. forma y bases canónicas del ADN. A diferencia de los dímeros de timina cis-sin-ciclobutano que contienen moléculas de timina en esta rara forma tautomérica, pueden aparecer espacios de un nucleótido. El deslizamiento de la hebra de ADN y la formación de bucles pueden conducir a la formación de deleciones o inserciones.