Frameshift mutasyonları, DNA’ ya bir nükleotidin eklenmesi veya silinmesi sonucu oluşur. Bu mutasyonların DNA’dan RNA oluşturulurken ve RNA’dan protein üretilirken kullanılan kodonlarda yaşandığı bilinmektedir. Bu değişiklik, proteindeki doğru dizilimi bozar veya proteinin fonksiyonlarını yitirmesine sebep olur. Frameshift mutasyonları, mRNA’nın yapısında değişime sebep olduğundan dolayı araştırmacılar çeşitli protein temelli hastalıklara sebep olduğunu gösteren bulgulara ulaşmıştır. Keşfedilen protein temelli hastalıkların dışındaki protein temelli hastalıklarda da etkisi olabileceği düşünülmektedir. İnsanlar dışında, frameshift mutasyonlarının hayvanlar ve bitkilerde de görülebildiği bilinmektedir. Bilim insanları bu tür mutasyonların aynı insanda olduğu gibi hayvanlar ve bitkilerde de çeşitli hastalıkların oluşmasına sebep olabileceğini düşünmektedirler1,2,3.

Frameshift mutasyonları, insanda aşağıdaki hastalıklara sebep olmaktadır:
- Kistik fibröz
- Huntington hastalığı
- Hemofili
- Orak hücre anemisi
- Fenilketonüri (PKU)
- Kas distrofileri
- Tay-Sachs hastalığı
- Marfan sendromu
Sıralanan bu hastalıklar dışında daha nice hastalıklara da sebep olduğu bilinmektedir. Bu mutasyonlar, bir DNA dizisi değiştirildiğinde ve genetik bilginin yorumlanma şeklini değiştirerek proteinlerin amino asit dizisinde normal fonksiyonlarını etkileyen değişikliklere yol açtığında meydana gelir2,3.
Bitkilerde Frameshift Mutasyonları
Bitkilerdeki frameshift mutasyonları, okuma çerçevesinde bir kaymaya ve ardından kodlanmış proteinin değişmesine yol açar. Bu mutasyonlar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli etkilere neden olabilir:
- Değiştirilmiş gen ifadesi
- Protein yapısı ve işlevindeki değişiklikler
- Anormal büyüme ve gelişme
- Çevresel streslere karşı artan duyarlılık
- Azalan verim ve mahsul kalitesi
Bitkilerdeki frameshift mutasyonlarının spesifik etkileri, “etkilenen gene, mutasyonun yerine, büyüklüğüne ve bitkinin türüne bağlı olarak değişebileceğini belirtmekte de fayda var4,5.”
Bu mutasyonlar; bitkinin normal büyüme ve gelişme sürecini bozar bu da çerçeve kaymasına neden olur. Çerçeve kayması bitkilerin yapraklarının, tepelerinin veya gövdelerinin normalden dışarı doğru bükülmesine yol açar. Bu hastalıklar, bitkilerin verimliliğini azaltabilir, hatta tamamen ölmelerine neden olabilir4,5,6.
Araştırmalar; insanlar, hayvanlar veya bitkiler çerçeve kayması mutasyonu yaşamaları sonucunda kanser ve nörolojik hastalıklara sebep olan bir dizi genetik bozukluğa sahip olabileceğini göstermiştir. Sonuç olarak, giderek artan sayıda araştırma, bu mutasyonların altında yatan moleküler mekanizmaları anlamaya çalışmakla kalmayıp etkilerini önlemek veya tedavi etmek için de yeni metotlar geliştirmeye yönelmiş durumdadır.
Kaynaklar:
- frameshift mutation / frame-shift mutation; frameshift | Learn Science at Scitable. Accessed May 23, 2023. https://www.nature.com/scitable/definition/frameshift-mutation-frame-shift-mutation-frameshift-203/?error=cookies_not_supported&code=1d22266b-ae0e-434a-b1a8-78c3acec4594
- Frameshift Mutation – Definition, Examples & Effects | Biology Dictionary. Accessed May 23, 2023. https://biologydictionary.net/frameshift-mutation/
- Iannuzzi MC, Stern RC, Collins FS, et al. Two frameshift mutations in the cystic fibrosis gene. Am J Hum Genet. 1991;48(2):227. Accessed May 23, 2023. /pmc/articles/PMC1683026/?report=abstract
- Kondo M, Hirai H, Furukawa T, et al. Frameshift mutation confers function as virulence factor to leucine-rich repeat protein from Acidovorax avenae. Front Plant Sci. 2017;7:1988. doi:10.3389/FPLS.2016.01988/BIBTEX
- Frameshift Mutation – an overview | ScienceDirect Topics. Accessed May 23, 2023. https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/frameshift-mutation
- Heredity – Frameshift and Trinucleotide Pair Repeat Expansion | Britannica. Accessed May 23, 2023. https://www.britannica.com/science/heredity-genetics/Mechanisms-of-mutation#ref502902
Görsel Kaynak: Frameshift Mutation. Accessed May 23, 2023. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Frameshift-Mutatio
Denetleyen: Evrim Öykü ONAY