Une mutation de décalage du cadre de lecture est un défaut génétique qui entraîne la production de protéines anormales, souvent non fonctionnelles. Une erreur dans la séquence de l’information génétique amène la machinerie de synthèse des protéines de la cellule à lier les acides aminés dans le mauvais ordre. Les mutations de décalage du cadre de lecture sont associées à un certain nombre de maladies humaines différentes, y compris la maladie de Tay Sachs.
Afin de comprendre pourquoi une mutation de décalage du cadre de lecture peut provoquer une maladie, il est utile de comprendre les bases de la fabrication des protéines. Le code de toutes les protéines se trouve dans l’acide désoxyribonucléique (ADN) stocké dans les noyaux des cellules, et cet ADN est composé de molécules liées connues sous le nom de nucléotides. Pour fabriquer une protéine, la première étape consiste pour une molécule appelée acide ribonucléique messager (ARNm) à faire une copie de l’ADN. L’ARNm se déplace ensuite à l’extérieur du noyau et est converti d’une séquence nucléotidique en une chaîne d’acides aminés à l’aide de structures appelées ribosomes, dans un processus appelé traduction. Les protéines sont formées à partir de ces chaînes d’acides aminés.
Pendant la traduction, une séquence de trois nucléotides d’ARNm appelée codon spécifie quel acide aminé doit être lié ensuite. Il est important de maintenir l’intégrité des codons afin que le ribosome puisse lier les bons acides aminés ensemble et former la bonne protéine. Lorsqu’une mutation de décalage du cadre de lecture se produit, il y a une erreur dans la séquence d’ARNm qui entraîne une lecture incorrecte des codons.
Par exemple, une séquence d’ARNm possible pourrait être UUUAAAGGG, où chaque lettre représente un nucléotide. Les codons normaux seraient donc UUU, AAA et GGG. Si une erreur se produit dans l’ARNm, cela peut entraîner la séquence GUUUAAAGGG. Le ribosome lirait les codons comme GUU, UAA et AGG parce que le cadre de référence était décalé d’un nucléotide supplémentaire. En conséquence, soit les acides aminés incorrects seraient liés entre eux et la mauvaise protéine serait fabriquée, soit un codon pourrait être lu comme un signal d’arrêt, tronquant ainsi prématurément la protéine.
Il existe un certain nombre de façons différentes qu’une mutation par décalage du cadre de lecture peut se produire. Cela pourrait se produire par l’insertion d’un nucléotide, ou il pourrait également résulter de la délétion d’un nucléotide. Si trois nucléotides sont supprimés, cela ne serait pas considéré comme une mutation de décalage du cadre car les codons qui suivent la mutation sont lus normalement et ils n’ont pas été déplacés hors de leurs cadres normaux.
De nombreuses maladies humaines différentes peuvent résulter d’une mutation de décalage du cadre de lecture. La maladie de Tay Sachs, une maladie héréditaire qui entraîne généralement la mort à un très jeune âge, peut être causée par une mutation de décalage du cadre de lecture. Les mutations génétiques peuvent également être associées au développement de maladies plus courantes, telles que différents types de cancers.