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）は、遺伝子のDNA配列に、塩基がひとつまたは複数（ただし3の倍数以外）欠失したり、余分に挿入されたりすることによって引き起こされる、ゲノム上の変化の一種です。
DNAの塩基配列は、通常3つの連続する塩基の組み合わせ（コドン）として読み取られ、それぞれ特定のアミノ酸を指定したり、翻訳の開始や終了を示したりします。この三つ組みの読み取り枠をリーディングフレームと呼びます。
フレームシフト突然変異が起こると、欠失や挿入があった箇所から下流（遺伝子の読み取り方向）の塩基配列のリーディングフレームが、元の配列とは全く異なる形で読み進められてしまいます。例えば、本来「ABC ABC ABC...」と読まれるべき配列が、Aが一つ欠失したために「BCA BCA BC...」のようにずれてしまうのです。
このような読み枠のずれは、塩基対置換（ある塩基が別の塩基に置き換わる変異）に比べて、タンパク質の構造に与える影響がはるかに大きくなります。なぜなら、塩基対置換は通常、多くても一つのアミノ酸変化や終止コドンの出現・消失を引き起こす程度であるのに対し、フレームシフト変異は、変異点以降のすべてのアミノ酸配列が根本的に変わってしまうからです。
さらに、フレームシフト変異は、翻訳を終了させる役割を持つ終止コドンにも大きな影響を与えます。本来終止コドンが存在するべき位置が読み枠のずれによってコドンとして認識されなくなったり、あるいは本来は終止コドンではない部分が、ずれた読み枠によって偶然終止コドンとして読み取られてしまったりします。多くの場合、後者のパターン、つまり変異点よりもはるか下流にあった終止コドンが読まれなくなり、その代わりに変異点から比較的近い上流に新たな終止コドンが出現するという現象が見られます。これにより、期待されるものよりも大幅に短いタンパク質しか合成されなくなります。
まれなケースとして、フレームシフトによって本来の終止コドンが読まれなくなり、mRNA配列の下流に存在するポリA配列（アデニン塩基が連続する領域）が翻訳され続けてしまうことがあります。真核細胞においては、このような終止コドンを持たないmRNAは、ノンストップ介在崩壊（nonstop mediated decay, NMD）という監視機構によって翻訳が完了する前に分解されることが知られています。
一方、フレームシフトによってより早い位置に終止コドンが出現し、短いタンパク質が合成されるケース（これが大半です）では、合成されたタンパク質はほとんどの場合、正常な機能を持たず、細胞にとって有害となる可能性があります。このような短縮化されたタンパク質をコードするmRNAは、ナンセンス変異依存mRNA崩壊機構（nonsense mediated mRNA decay, NMD）と呼ばれる別の品質管理機構によって認識され、分解されることが多いです。これにより、異常なタンパク質が細胞内に蓄積することを防いでいます。
ただし、挿入または欠失する塩基の数がちょうど3の倍数である場合は、話が変わってきます。例えば、3つの塩基が連続して挿入された場合、その挿入部分では3つの塩基が追加されますが、その挿入点以降の塩基配列のリーディングフレームは、挿入がなかった場合と同じ状態に戻ります。したがって、影響は限定的となり、挿入されたアミノ酸が機能に重大な影響を与えない限り、比較的軽微な変異となります。このような場合、読み取り枠がずれないため、厳密にはフレームシフト突然変異とは区別され、単に挿入（または欠失）と呼ばれます。
このように、フレームシフト突然変異は、わずかなDNA配列の変化が遺伝子の読み取り方に劇的な変化をもたらし、タンパク質の機能に大きな影響を与える、非常に重要な突然変異のタイプです。
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
DNAの塩基配列は、通常3つの連続する塩基の組み合わせ（コドン）として読み取られ、それぞれ特定のアミノ酸を指定したり、翻訳の開始や終了を示したりします。この三つ組みの読み取り枠をリーディングフレームと呼びます。
フレームシフト突然変異が起こると、欠失や挿入があった箇所から下流（遺伝子の読み取り方向）の塩基配列のリーディングフレームが、元の配列とは全く異なる形で読み進められてしまいます。例えば、本来「ABC ABC ABC...」と読まれるべき配列が、Aが一つ欠失したために「BCA BCA BC...」のようにずれてしまうのです。
このような読み枠のずれは、塩基対置換（ある塩基が別の塩基に置き換わる変異）に比べて、タンパク質の構造に与える影響がはるかに大きくなります。なぜなら、塩基対置換は通常、多くても一つのアミノ酸変化や終止コドンの出現・消失を引き起こす程度であるのに対し、フレームシフト変異は、変異点以降のすべてのアミノ酸配列が根本的に変わってしまうからです。
さらに、フレームシフト変異は、翻訳を終了させる役割を持つ終止コドンにも大きな影響を与えます。本来終止コドンが存在するべき位置が読み枠のずれによってコドンとして認識されなくなったり、あるいは本来は終止コドンではない部分が、ずれた読み枠によって偶然終止コドンとして読み取られてしまったりします。多くの場合、後者のパターン、つまり変異点よりもはるか下流にあった終止コドンが読まれなくなり、その代わりに変異点から比較的近い上流に新たな終止コドンが出現するという現象が見られます。これにより、期待されるものよりも大幅に短いタンパク質しか合成されなくなります。
まれなケースとして、フレームシフトによって本来の終止コドンが読まれなくなり、mRNA配列の下流に存在するポリA配列（アデニン塩基が連続する領域）が翻訳され続けてしまうことがあります。真核細胞においては、このような終止コドンを持たないmRNAは、ノンストップ介在崩壊（nonstop mediated decay, NMD）という監視機構によって翻訳が完了する前に分解されることが知られています。
一方、フレームシフトによってより早い位置に終止コドンが出現し、短いタンパク質が合成されるケース（これが大半です）では、合成されたタンパク質はほとんどの場合、正常な機能を持たず、細胞にとって有害となる可能性があります。このような短縮化されたタンパク質をコードするmRNAは、ナンセンス変異依存mRNA崩壊機構（nonsense mediated mRNA decay, NMD）と呼ばれる別の品質管理機構によって認識され、分解されることが多いです。これにより、異常なタンパク質が細胞内に蓄積することを防いでいます。
ただし、挿入または欠失する塩基の数がちょうど3の倍数である場合は、話が変わってきます。例えば、3つの塩基が連続して挿入された場合、その挿入部分では3つの塩基が追加されますが、その挿入点以降の塩基配列のリーディングフレームは、挿入がなかった場合と同じ状態に戻ります。したがって、影響は限定的となり、挿入されたアミノ酸が機能に重大な影響を与えない限り、比較的軽微な変異となります。このような場合、読み取り枠がずれないため、厳密にはフレームシフト突然変異とは区別され、単に挿入（または欠失）と呼ばれます。
このように、フレームシフト突然変異は、わずかなDNA配列の変化が遺伝子の読み取り方に劇的な変化をもたらし、タンパク質の機能に大きな影響を与える、非常に重要な突然変異のタイプです。
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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