插入、缺失与移码灾难

添加与移除字母

[[insertion|插入]]会向序列中添加一个或多个碱基；[[deletion|缺失]]则移除一个或多个。与保持总长度不变的替换不同，这些改变会改变字母的总数——而这正是它们之所以可能极具破坏性的原因。其根源在于[[reading-frame|阅读框]]。

核糖体每次读取三个字母构成的密码子，从一个固定点开始，从不停下来重新计数。它只是取下一组三个，再取下一组三个。如果你插入或缺失的碱基数不是三的倍数，那么该点之后的每个密码子都会发生移位。这就是[[frameshift-mutation|移码突变]]。

看清阅读框的移位

Wild type   THE BIG RED CAT ATE THE RAT
            (read in 3-letter words from the left)

1-base insertion of 'X' near the start:
            THE BXI GRE DCA TAT ETH ERA T..
            -> every word after the insert is garbage
            -> a STOP codon usually appears soon -> truncated protein

1-base deletion (remove the 'B'):
            THE IGR EDC ATA TET HER AT.
            -> same disaster: the frame is shifted by one

3-base deletion (remove 'RED', a whole word):
            THE BIG CAT ATE THE RAT
            -> frame preserved! one word lost, the rest reads fine

以英文单词类比密码子：移位一格会毁掉下游的一切；移除三的倍数则能保持阅读框。

为何移码突变后果如此严重

移码之后，氨基酸序列变得毫无意义，而一个[[gen-stop-codon|终止密码子]]很快会在新的阅读框中偶然出现。蛋白质提前结束，通常失去功能——这是典型的[[loss-of-function|功能丧失型]]突变。肌营养不良蛋白基因中的许多缺失都是这样运作的：杜氏肌营养不良症在很大程度上由移码缺失引起，而同一基因的不移码缺失则往往导致较轻的病型。