A doença de Tay-Sachs e a fibrose cística são dois exemplos de distúrbios causados por mutações frameshift. Essas mutações ocorrem quando um nucleotídeo é inserido ou excluído, o que muda a forma como a sequência de DNA é lida.
Durante a transcrição, o DNA é convertido em RNA mensageiro. No processo de tradução, os ribossomos lêem as sequências de mRNA para produzir os aminoácidos que se tornam proteínas. Essas sequências de mRNA são lidas em unidades de três nucleotídeos chamados códons, e cada códon corresponde a um único aminoácido. A inserção ou deleção de um nucleotídeo em uma sequência de DNA muda o quadro de leitura e muda como o resto da sequência é lido. Como resultado, diferentes aminoácidos e proteínas são produzidos. Quando as mutações ocorrem em múltiplos de três, no entanto, outro aminoácido pode ser produzido, mas as mutações de deslocamento de quadro não ocorrem porque o quadro de leitura não é alterado.
A doença de Tay-Sachs ocorre quando a enzima hexosaminidase A, que decompõe os ácidos graxos no cérebro, não funciona corretamente. O acúmulo resultante de ácidos no cérebro causa a deterioração do sistema nervoso. Uma mutação de frameshift faz com que as proteínas que compõem a enzima não sejam formadas corretamente, causando a doença de Tay-Sachs. No caso da fibrose cística, a deleção de três nucleotídeos no gene CFTR resulta em uma mutação de frameshift em que a alteração do quadro de leitura resulta em um códon de parada e estrutura incorreta das proteínas produzidas pelo gene.
