Ori de câte ori există o schimbare în structura sau cantitatea de ADN într-un organism, aceasta se numește mutație. Există o serie de tipuri diferite de mutații, în funcție de locul în care are loc schimbarea și de modul în care este afectat ADN-ul. O mutație fără sens este o singură substituție de bază sau o mutație punctuală. Când apare o mutație nonsens, doar o bază este schimbată în catena ADN.
ADN-ul este alcătuit dintr-o dublă helix de fire lungi de nucleotide care au baze azotate atașate de ele. Cele patru baze sunt adenina, timina, guanina si citozina. Nucleotidele sunt unite între ele pentru a forma catene lungi de polinucleotide. Cele două catene sunt ținute împreună prin legături de hidrogen între perechile de baze complementare.
Fiecare bază este fie o bază purinică, fie o bază pirimidină, în funcție de numărul de inele chimice din structura sa moleculară. Bazele purinice au două inele chimice și includ adenina și guanina. Bazele pirimidinice au un singur inel chimic și includ citozină și timină. Bazele purinice se împerechează întotdeauna cu bazele pirimidinice sau, mai precis, adenina cu timină și citozina cu guanina.
Când proteinele sunt sintetizate într-o celulă, informațiile pentru fiecare proteină sunt transportate în gene de-a lungul catenelor ADN. Un triplet de baze, sau codon, dintr-o genă codifică un anumit aminoacid, care este un element de bază pentru moleculele de proteine. Secvența de aminoacizi care trebuie utilizată pentru a forma o proteină este determinată de secvența codonilor. Orice modificare a acestor codoni, dacă nu este reparată, poate afecta proteina care se formează.
Pentru a forma o proteină, au loc două procese. În primul rând, ADN-ul este transcris în ARN mesager (ARNm) în nucleu. ARNm este o moleculă monocatenară, astfel încât este capabil să părăsească nucleul prin găuri mici sau pori din membrana nucleară. ARNm transportă acum informațiile pentru sinteza unei proteine în timpul translației în citoplasma celulei.
Mutațiile nonsens afectează regiunea de codificare genetică a ADN-ului. Când apare o mutație nonsens, o bază este schimbată, astfel încât codul triplet al aminoacidului său se schimbă în codul pentru un codon stop. Codonii de oprire sunt TTA, TAG sau TGA. O mutație fără sens determină oprirea transcripției ADN-ului în ARNm, ceea ce înseamnă că catena de ARNm este mai scurtă decât ar trebui să fie. Cu cât această mutație apare mai devreme în genă, cu atât ARNm-ul este mai scurt și proteina va fi mai trunchiată, ceea ce o face mai puțin probabil să funcționeze.
Există o serie de tulburări genetice care sunt cauzate de mutații nonsens. Fibroza chistică este cauzată de mutații ale genei care codifică proteina regulatoare a conductanței transmembranare a fibrozei chistice (CFTR). Unii pacienți au o mutație nonsens în genă, ceea ce face ca o mare parte a proteinei să nu se formeze. Orice defecte ale acestei proteine cauzează diferite simptome ale afecțiunii. Alte afecțiuni care pot fi cauzate de mutații nonsens includ distrofia musculară Duchenne, beta talasemia și sindromul Hurler.