5位的胞嘧啶残基的甲基化是脊椎动物dna中已知的负责基因编程的碱基修饰。5-甲基胞嘧啶（m5c）构成所有研究过的脊椎动物细胞或组织碱基的约0.7-3％，并且主要在cpg二核苷酸序列中发现。 甲基化的程度是组织特异性的以及物种特异性的。 例如，人胸腺dna每个单倍体基因组比人心脏dna多约9百万个（15％）5-甲基胞嘧啶残基。 5-甲基胞嘧啶在脊椎动物dna中的功能如下：（1）通常通过抑制转录来控制基因表达;（2）帮助建立局部dna或染色质结构;（3）指导dna修复; （4）控制转座;（5）调节dna复制。
dna中胞嘧啶残基5-甲基化的副作用之一是增加了自发突变。这种作用已经在细菌中被观察到，间接证据表明，它也发生在脊椎动物中，并对脊椎动物dna中cpg二核苷酸的约3-4倍的低表达负部分责任。
这种诱变的分子基础似乎是5-甲基胞嘧啶脱氨作用，正如5-甲基胞嘧啶与胞嘧啶残基相对于热诱导脱氨作用的增加所反映的那样，并且脱氨基5-甲基胞嘧啶残基的修复效率低于脱氨基胞嘧啶的残基。dna中的5-甲基胞嘧啶残基在95℃和ph 7.4下脱氨基速度比胞嘧啶残基快约3倍。有在37℃下，5-甲基胞嘧啶脱氨速率是胞嘧啶脱氨速率的4-5倍。通过生物学检测，研究表明，即使在37℃下，双链dna中胞嘧啶残基的脱氨基也可以定量。在37℃下双链dna中5-甲基胞嘧啶残基的脱氨基更容易检测。
如果尿嘧啶损伤修复不完全，在生理温度下热脱氨将胞嘧啶残基转化为尿嘧啶残基应具有诱变作用。已经证明尿嘧啶切除修复在细菌和真核生物中通常是高效的。然而，它不可能是100%有效的。从mc-鸟嘌呤碱基对脱氨基产生的胸腺嘧啶-鸟嘌呤错配中去除胸腺嘧啶残基预期比从尿嘧啶-鸟嘌呤错配中去除尿嘧啶残基的效率低，这是因为dna中的异常碱基未被识别。
此外，胸腺嘧啶-鸟嘌呤错配通常应存在于重组中间体的异源双链dna区域中，其不总是像预期的那样消除错配的胸腺嘧啶残基。与植物细胞不同，哺乳动物细胞具有胸腺嘧啶特异性胸腺嘧啶-鸟嘌呤修复途径。与细菌的修复途径不同，哺乳动物修复系统不是dna序列特异性的。哺乳动物的dna修复倾向于切除不匹配的胸腺嘧啶残基而不是不匹配的鸟嘌呤残基。
然而自发产生的突变可能在某些类型的肿瘤发生中起主要作用。
定位于人ras原癌基因的几个不同密码子的许多类型的突变与恶性表型相关。 此外，亚硫酸氢钠（一种主要通过实现胞嘧啶→尿嘧啶转化而起作用的诱变剂）在转染到nih 3胸腺嘧啶3细胞中时引发纯化的c-ha-ras-1原癌基因的致癌转化活性。这些突变不能归因于5-甲基胞嘧啶的脱氨基因，因为5-甲基胞嘧啶残基与亚硫酸氢盐的反应相当难以控制。尽管假定存在正常的尿嘧啶修复系统，但通过亚硫酸氢盐处理产生了具有活化癌基因的多个突变体。 因此，我们认为自发性胞嘧啶→尿嘧啶或5-甲基胞嘧啶→胸腺嘧啶转变会在某些类型的肿瘤的产生中产生一些自然发生的致癌转化步骤。
dna的去甲基化通常是肿瘤发生或肿瘤进展中的重要步骤，但是这些去甲基化事件中只有一小部分起生理作用。许多关于dna甲基化变化和基因活性的研究表明，只有一小部分基因编程的甲基化减少或增加与转录活性的变化有关。
如上文所述，在哺乳动物的发育过程中，dna甲基化存在着数百万种与差异相关的基因程序化改变。其中一些可能没有精确的靶向性，同样，dna甲基化的维持有时也可能不精确。这种不精确会产生自发的异常去甲基化或从头甲基化事件。大多数脊椎动物dna位点的甲基化变化可能没有生理后果，但某些原癌基因或其他基因区域的变化可能会改变基因表达，从而促进肿瘤发生。
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