gener är segment av DNA lokaliserat på kromosomer. En genmutation definieras som en förändring i sekvensen av nukleotider i DNA. Denna förändring kan påverka ett enda nukleotidpar eller större gensegment av en kromosom. DNA består av en polymer av nukleotider sammanfogade. Under proteinsyntes är DNA transkriberas till RNA och sedan översatt till att producera proteiner. Förändring av nukleotidsekvenser resulterar oftast i icke-funktionella proteiner. Mutationer orsakar förändringar i genetisk kod som leder till genetisk variation och potentialen att utveckla sjukdomen. Genmutationer kan vanligtvis kategoriseras i två typer: punktmutationer och basparinsättningar eller borttagningar.
Punktmutationer är den vanligaste typen av genmutation. Även kallad en baspar-substitution, denna typ av mutation förändrar ett enda nukleotidbaspar. Punktmutationer kan kategoriseras i tre typer:
Mutationer kan också uppstå där nukleotid baspar införs i eller raderas från den ursprungliga gensekvensen. Denna typ av genmutation är farlig eftersom den ändrar mallen från vilken aminosyror läses. Insättningar och raderingar kan orsaka ramskiftmutationer när baspar som inte är en multipel av tre läggs till eller raderas från sekvensen. Eftersom nukleotidsekvenserna läses i grupperingar av tre, kommer detta att orsaka en förskjutning i läsramen. Om till exempel den ursprungliga, transkriberade DNA-sekvensen är CGA CCA ACG GCG... och två baspar (GA) införs mellan den andra och tredje grupperingarna kommer läsramen att flyttas.
Insättningen förskjuter läsramen med två och ändrar aminosyrorna som produceras efter införandet. Insättningen kan koda för ett stoppkodon för tidigt eller för sent i översättningsprocessen. De resulterande proteinerna kommer att vara antingen för korta eller för långa. Dessa proteiner är till största delen borttagna.
Genmutationer orsakas oftast till följd av två typer av händelser. Miljöfaktorer som kemikalier, strålning och ultraviolett ljus från solen kan orsaka mutationer. Dessa mutagener förändrar DNA genom att ändra nukleotidbaser och kan till och med ändra DNA-formen. Dessa förändringar resulterar i fel i DNA-replikering och transkription.
Andra mutationer orsakas av fel gjorda under mitos och meios. Vanliga fel som inträffar under celldelning kan resultera i punktmutationer och ramförskjutningsmutationer. Mutationer under celldelning kan leda till replikationsfel som kan resultera i radering av gener, translokering av delar av kromosomer, saknade kromosomer och extra kopior av kromosomer.
Enligt National Human Genome Institute, nästan all sjukdom har någon slags genetisk faktor. Dessa störningar kan orsakas av en mutation i en enda gen, multipla genmutationer, kombinerad genmutation och miljöfaktorer, eller av kromosommutation eller skada. Genmutationer har identifierats som orsaken till flera störningar inklusive segdcellanemi, cystisk fibros, Tay-Sachs sjukdom, Huntingtons sjukdom, hemofili och vissa cancerformer.