氧化dna损伤是暴露于内源性和外源性氧化剂的结果，并与多种退行性疾病有关，包括癌症和衰老。活性氧分子以超氧化物、过氧化氢和羟基自由基的形式在体内形成，作为正常有氧代谢的副产品。氧化物种也是在有机致癌物的新陈代谢过程中和暴露于电离辐射后形成的。虽然细胞具有许多对氧化损伤的防御能力，但据估计，哺乳动物细胞的基因组每天受到大约104-105次氧化损伤。
在有氧生物中观察到的最常见的碱基替换突变是gc→at转换。这种替代也是由于dna氧化损伤而引起的最丰富的遗传变化。为了寻找这些gc-dnaat转变的化学前体，早期的研究集中在7，8-二氢-8-氧代鸟嘌呤(8-oxo-g)，一种频繁检测到的氧化→病变。然而，随后的研究表明，8-氧代-g引起g→t反转，留下gc→at突变的未知起源。
最近，一些研究暗示，氧化胞嘧啶-5-羟基胞嘧啶(5-oh-c)或5-羟基尿嘧啶(5-oh-u)可能对观察到的大肠杆菌中的gc→at突变有重要贡献。如图1所示。凯发k8娱乐-凯发k8一触即发的氧化可引起5，6-二羟基-5，6-二氢胞嘧啶(cg)，这是一种不稳定的dna损伤，可进一步分解形成5-oh-c，5-oh-u和5，6-二羟基-5，6-二氢尿嘧啶(ug)。这三个病变，5-oh-c，5-oh-u和ug，已经在未经处理的dna和用氧化剂处理过的dna中鉴定出来。
图1：胞嘧啶的氧化可导致形成相对不稳定的物种cg，其可以脱水，脱胺，或经历这两个反应分别形成5-oh-c，ug或5-oh-u。(小箭头表示氢键供体和受体。)
这一氧化脱氨途径的一个重要含义是，氧化尿嘧啶物种可以由原始的胞嘧啶形成。因此，通过胞嘧啶的4-氨基脱氨，胞嘧啶样碱基配对部分可以被胸腺嘧啶样碱基配对部分取代。为了测试5-oh-c，5-oh-u和ug的体内后果，将这些病变分别插入病毒dna中，导入大肠杆菌，并对病毒后代进行测序以确定突变频率和特异性。在这里，我们提供了明确的数据，表明氧化尿嘧啶衍生物(5-oh-u和ug)在体内有效地引起gc→at转变。此外，我们证明了5-oh-c在大肠杆菌中只有微弱的诱变性。总体而言，这些结果提出了一种氧化突变模型，在该模型中，初始的胞嘧啶氧化之后，脱氨为修复不良的尿嘧啶衍生物，而在复制过程中，该衍生物的编码严重错误。
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