Leserastermutation

Ein Frameshift oder Rasterschub beziehungsweise Leserasterverschiebung ist eine besondere Art der Mutation. Es handelt sich um eine Verschiebung des Leserasters von Genen auf der DNA. Die genetische Information auf der DNA ist in Form von Basentripletts oder Codons organisiert, dabei kodieren jeweils drei Basen für eine Aminosäure. Geht nun eine Base eines Gens im Rahmen einer Mutation verloren (Deletion) oder wird hinzugefügt (Insertion), verändert sich das Leseraster der hinter der Mutation folgenden Basentripletts.

Als Folge hat das erste Codon der mutierten Sequenz die originale Basenfolge, die nachfolgenden Codons verändern sich. Dadurch werden u.U. andere Aminosäuren kodiert oder es kann zu einem Abbruch der Translation kommen, da durch die Mutation ein Stoppcodon entstehen kann. Obwohl diese Veränderung nur eine einzelne Base betrifft, können die Auswirkungen erheblich sein. Frameshifts werden unter anderem durch interkalierende Substanzen hervorgerufen.

Beispiele

Deletion

Die rot markierte Base geht verloren:

Dadurch verändert sich das Leseraster, je drei Basen codieren jetzt für eine andere Aminosäure. Des Weiteren wird die Translation frühzeitig abgebrochen:

Insertion

• Originale Basenfolge:

... GCC AAT AGT GCT CTA ACG ...

• Insertion einer Base: T (erste Base im zweiten Codon)

... GCC TAA TAG TGC TCT AAC G ...

Anschauliche Verdeutlichung

Der folgende Satz ist ein anschauliches Beispiel zur Verdeutlichung der Wirkung von Mutationen auf das Leseraster:

Beschreibung	Satz	Leseraster
Originaltext	DIE KUH LAG AUF DEM HEU UND TAT NIX
Austausch eines Buchstabens	DIE KUH LAG RUF DEM HEU UND TAT NIX	bleibt erhalten
Einfügen eines Buchstabens	DIE KUH LAG MAU FDE MHE UUN DTA TNI X	Verschiebung
Einfügen von zwei Buchstaben	DIE KUH LAG MIA UFD EMH EUU NDT ATN I X	Verschiebung
Einfügen von drei Buchstaben	DIE KUH LAG MIT AUF DEM HEU UND TAT NIX	bleibt erhalten
Entfernen eines Buchstabens	DIE KUH LAG UFD EMH EUU NDT ATN IX	Verschiebung
Entfernen von zwei Buchstaben	DIE KUH LAG FDE MHE UUN DTA TNI X	Verschiebung
Entfernen von drei Buchstaben	DIE KUH LAG DEM HEU UND TAT NIX	bleibt erhalten