読み枠とオープンリーディングフレーム (ORF)
読み枠（リーディングフレーム）とは、連続する塩基配列を重複のない3連符（コドン）に区切る6通りの方法（順方向3種、逆方向3種）です。オープンリーディングフレーム（ORF）は開始コドンで始まり終止コドンで終わるタンパク質コード可能領域を指します。
概念の背景と生物学的概要
遺伝暗号は3塩基単位であるため、1本のRNA配列からは3通りの順方向読み枠（+1、+2、+3）が生じます。二本鎖DNAでは相補鎖の3通り（-1、-2、-3）と合わせて計6通りの読み枠が存在します。機能的なオープンリーディングフレーム（ORF）の同定は、遺伝子予測やcDNAクローニングにおける最重要ステップです。
分子メカニズムと解読機構
翻訳の開始が生物学的な読み枠を決定します。リボソーム小サブユニットがmRNA上を走査し開始コドン（主にAUG）を認識すると、開始tRNAとの塩基対形成によって翻訳の基準枠が固定されます。以降、リボソームは3塩基ステップで厳密に読み進めます。
同一mRNA配列における3通りの順方向読み枠比較
読み始めの塩基が1〜2塩基ズレるだけでコドンの区切りが激変し、全く無関係なアミノ酸配列が翻訳される様子を示します。
タグ融合ベクター（HisタグやGFPなど）の構築時は、制限酵素部位などによる塩基数のズレ（1塩基・2塩基の余分な挿入）を厳密に確認してください。読み枠が外れると蛍光消失や抗体不検出の原因となります。
重要ポイント
任意の二本鎖DNAには順鎖3種・逆相補鎖3種の計6フレームが存在します。
完全なORFは5′側の開始コドン（AUG）とインフレームの終止コドン（UAA/UAG/UGA）で区切られます。
3の倍数以外の塩基挿入・欠失は読み枠を破綻させ、以降のアミノ酸を激変させます。
臨床疾患・実験への応用と影響
分子クローニングにおいて、発現ベクターのタグ（6×HisやGFP）と目的遺伝子の読み枠が1塩基でもズレると、全く無関係なペプチドが翻訳されます。またHIVやSARS-CoV-2等のウイルスは、重複読み枠やプログラムされたリボソームフレームシフトを巧みに利用して複数のタンパク質を発現します。
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よくある質問 (FAQ)
読み枠（Reading Frame）とオープンリーディングフレーム（ORF）の違いは何ですか？
読み枠は塩基を3つずつ区切る分割法そのものを指します。ORFはその読み枠の中で、開始コドンから途中に終止コドンを挟まずに終止コドンまで続く、タンパク質翻訳可能な領域を指します。
なぜ二本鎖DNAには6つの読み枠があるのですか？
5′→3′の順鎖において開始位置を第1、第2、第3塩基のいずれにするかで3通り生じます。DNAは逆平行の二本鎖であるため、逆相補鎖側でも同様に3通り生じ、合計6つの読み枠となります。