gener er segmenter av DNA lokalisert på kromosomer. En genmutasjon er definert som en endring i sekvensen av nukleotider i DNA. Denne endringen kan påvirke et enkelt nukleotidpar eller større gensegmenter av et kromosom. DNA består av en polymeren av nukleotider sammen. Under proteinsyntese er DNA transkribert til RNA og deretter oversatt til å produsere proteiner. Å endre nukleotidsekvenser resulterer ofte i proteiner som ikke fungerer. Mutasjoner forårsaker endringer i genetisk kode som fører til genetisk variasjon og potensialet for å utvikle sykdommen. Genmutasjoner kan generelt kategoriseres i to typer: punktmutasjoner og basisparinnsatser eller -slette.
Punktmutasjoner er den vanligste typen genmutasjon. Også kalt en basepar-substitusjon, endrer denne typen mutasjoner et enkelt nukleotidbasepar. Punktmutasjoner kan kategoriseres i tre typer:
Mutasjoner kan også forekomme der nukleotid basepar blir satt inn i eller slettet fra den opprinnelige gensekvensen. Denne typen genmutasjoner er farlige fordi den endrer malen som aminosyrene leses fra. Innsetninger og slettinger kan forårsake rammeskiftmutasjoner når basepar som ikke er et multiplum av tre blir lagt til eller slettet fra sekvensen. Siden nukleotidsekvensene leses i grupperinger på tre, vil dette føre til et skifte i leserammen. For eksempel, hvis den originale, transkriberte DNA-sekvensen er CGA CCA ACG GCG..., og to basepar (GA) settes inn mellom den andre og tredje gruppering, vil leserammen forskyves.
Innsettingen forskyver leserammen med to og endrer aminosyrene som produseres etter innsettingen. Innsettingen kan kode for et stoppkodon for tidlig eller for sent i oversettelsesprosessen. De resulterende proteiner vil være for korte eller for lange. Disse proteinene er for det meste avblåst.
Genmutasjoner er ofte forårsaket som et resultat av to typer forekomster. Miljøfaktorer som kjemikalier, stråling og ultrafiolett lys fra solen kan forårsake mutasjoner. Disse mutagenene endrer DNA ved å endre nukleotidbaser og kan til og med endre formen på DNA. Disse endringene resulterer i feil i DNA-replikasjon og transkripsjon.
Andre mutasjoner er forårsaket av feil gjort under mitose og meiose. Vanlige feil som oppstår under celledeling kan resultere i punktmutasjoner og rammeskiftmutasjoner. Mutasjoner under celledeling kan føre til replikasjonsfeil som kan resultere i sletting av gener, translokasjon av deler av kromosomer, manglende kromosomer og ekstra kopier av kromosomer.
Ifølge National Human Genome Institute, har nesten all sykdom en slags genetisk faktor. Disse lidelsene kan være forårsaket av en mutasjon i et enkelt gen, flere genmutasjoner, kombinert genmutasjon og miljøfaktorer, eller av kromosommutasjon eller skade. Genmutasjoner er blitt identifisert som årsaken til flere lidelser inkludert sigdcelleanemi, cystisk fibrose, Tay-Sachs sykdom, Huntington sykdom, hemofili og noen kreftformer.