Mutacija s premikanjem okvirja je genetska napaka, ki povzroči proizvodnjo nenormalnih, pogosto nedelujočih beljakovin. Napaka v zaporedju genetskih informacij povzroči, da celični stroji za sintezo beljakovin povežejo aminokisline v napačnem vrstnem redu. Mutacije s premikanjem okvirja so povezane s številnimi različnimi človeškimi boleznimi, vključno z boleznijo Tay Sachs.
Da bi razumeli, zakaj lahko mutacija s premikom okvirja povzroči bolezen, pomaga razumeti osnove, kako nastajajo beljakovine. Koda za vse beljakovine je v deoksiribonukleinski kislini (DNK), shranjeni v jedrih celic, in ta DNK je sestavljena iz povezanih molekul, znanih kot nukleotidi. Za izdelavo beljakovin je prvi korak, da molekula, znana kot selska ribonukleinska kislina (mRNA), naredi kopijo DNK. mRNA nato potuje izven jedra in se pretvori iz nukleotidne sekvence v verigo aminokislin s pomočjo struktur, znanih kot ribosomi, v procesu, znanem kot translacija. Iz teh verig aminokislin nastanejo beljakovine.
Med prevajanjem tri-nukleotidno zaporedje mRNA, imenovano kodon, določa, katera aminokislina naj bo naslednja povezana. Pomembno je ohraniti celovitost kodonov, da lahko ribosom poveže pravilne aminokisline skupaj in tvori pravilno beljakovino. Ko pride do mutacije zamika okvirja, pride do napake v zaporedju mRNA, zaradi česar se kodoni ne berejo pravilno.
Na primer, možno zaporedje mRNA je lahko UUUAAAGGG, kjer vsaka črka predstavlja nukleotid. Normalni kodoni bi bili tako UUU, AAA in GGG. Če pride do napake v mRNA, lahko povzroči zaporedje GUUUAAAGGG. Ribosom bi prebral kodone kot GUU, UAA in AGG, ker je bil referenčni okvir premaknjen z dodatnim nukleotidom. Posledično bi bile bodisi napačne aminokisline povezane skupaj in bi nastala napačna beljakovina ali pa bi se kodon lahko prebral kot signal za prenehanje, s čimer bi se beljakovina prezgodaj skrajšala.
Obstaja več različnih načinov, kako lahko pride do mutacije zamika okvirja. Lahko se pojavi z vstavitvijo enega nukleotida ali pa je lahko tudi posledica delecije nukleotida. Če se izbrišejo trije nukleotidi, se to ne šteje za mutacijo s premikanjem okvirja, ker se kodoni, ki pridejo po mutaciji, normalno berejo in niso bili premaknjeni iz svojih običajnih okvirjev.
Veliko različnih človeških bolezni je lahko posledica mutacije za premik okvirja. Tay Sachsova bolezen, podedovano stanje, ki običajno povzroči smrt v zelo mladih letih, lahko povzroči mutacija zamika okvirja. Genetske mutacije so lahko povezane tudi z razvojem pogostejših bolezni, kot so različne vrste raka.