La malattia di Tay-Sachs e la fibrosi cistica sono due esempi di disturbi causati da mutazioni frameshift. Queste mutazioni si verificano quando un nucleotide viene inserito o eliminato, il che cambia il modo in cui viene letta la sequenza di DNA.
Durante la trascrizione, il DNA viene convertito in RNA messaggero. Nel processo di traduzione, i ribosomi leggono sequenze di mRNA per produrre gli aminoacidi che diventano proteine. Queste sequenze di mRNA vengono lette in unità di tre nucleotidi chiamati codoni e ciascun codone corrisponde a un singolo amminoacido. L'inserimento o la cancellazione di un nucleotide in una sequenza di DNA sposta la cornice di lettura e cambia il modo in cui viene letto il resto della sequenza. Di conseguenza, vengono prodotti diversi aminoacidi e proteine. Quando si verificano mutazioni in multipli di tre, tuttavia, un altro amminoacido può essere prodotto, ma le mutazioni frameshift non si verificano perché la cornice di lettura non viene alterata.
La malattia di Tay-Sachs si verifica quando l'enzima esosaminidasi A, che scompone gli acidi grassi nel cervello, non funziona correttamente. Il conseguente accumulo di acidi nel cervello provoca il deterioramento del sistema nervoso. Una mutazione frameshift porta alle proteine che compongono l'enzima che non si forma correttamente, causando la malattia di Tay-Sachs. Nel caso della fibrosi cistica, la delezione di tre nucleotidi nel gene CFTR determina una mutazione frameshift in cui l'alterazione del frame di lettura determina un codone di stop e una struttura errata delle proteine prodotte dal gene.
