Trong số các loại đột biến gen, đột biến lệch khung (đột biến thêm hoặc mất một hoặc nhiều nucleotide không phải bội số của 3) thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến hoạt động của protein.

• Thay đổi khung đọc: Đột biến lệch khung làm thay đổi hoàn toàn cách các codon (bộ ba nucleotide) được đọc để mã hóa cho các axit amin. Điều này dẫn đến việc tất cả các axit amin sau vị trí đột biến đều bị thay đổi.
• Protein bị biến đổi hoàn toàn: Sự thay đổi hàng loạt các axit amin làm biến đổi hoàn toàn cấu trúc bậc một của protein. Cấu trúc bậc một này quyết định cấu trúc không gian ba chiều của protein, từ đó ảnh hưởng đến chức năng của nó.
• Mất chức năng: Protein bị đột biến thường mất đi hoàn toàn hoặc một phần chức năng ban đầu. Điều này có thể dẫn đến các bệnh di truyền nghiêm trọng.
• Gây ra các bệnh di truyền: Nhiều bệnh di truyền như xơ nang, bệnh hồng cầu hình liềm,... đều là do các đột biến lệch khung gây ra.