Bộ máy nhân đôi của ADN có độ chính xác rất cao nhờ vào các hoạt tính đọc sửa của các loại enzyme có trong tế bào, điều này giúp cho tỷ lệ sai sót là rất thấp, khoảng 10-10, trong đó có rất nhiều đột biến nằm trong vùng không phải là gen hoặc là các đột biến câm. Trong cơ thể sinh vật, đột biến tự phát t−ơng đối hiếm xảy ra, tuy nhiên nó có thể tích luỹ qua thời gian.
ở mức độ nucleotid, tất cả các nucleotid đều tồn tại một trong hai dạng tautomer, dạng keto hoặc dạng enol nếu nó có 1 nhóm hydroxyl, hoặc dạng imino và amino nếu nó có 1 nhóm aminọ Dạng phổ biến của các bazơ là imino hoặc keto, trong khi hai dạng kia rất hiếm gặp. Hiện t−ợng thay đổi keto thành enol hoặc imino thành amino đ−ợc gọi là sự thay đổi vị trí tautomer. Ví dụ: Các nguyên tử H có thể di chuyển từ một vị trí trên purin hoặc pyrimiđin sang một N khác.
Sự thay đổi tautomer có thể gây ra đột biến vì các dạng bazơ không phổ biến này th−ờng không kết cặp bổ sung trong quá trình nhân đôị Chuyển vị trí tautomer (enol thành keto hoặc
imino thành amino) làm đột biến xuất hiện với tần suất 1/10000 bazơ. Thực tế, tỷ lệ này chỉ khoảng 10-10. Sự sai khác này đ−ợc giải thích là nhờ các cơ chế sửa sai của ADN polymerasẹ
Hình 5.1: Các dạng tautomer
Hình 5.2: Hiện t−ợng tr−ợt ADN
Một dạng khác là do sự kết cặp nhầm dẫn đến các đột biến dịch khung đọc, mất hoặc thêm một đoạn nucleotid. Để giải thích vấn đề này, Geogre Streisninger và đồng nghiệp tại tr−ờng đại học Oregon đã đ−a ra giả thuyết về sự tr−ợt ADN. Giả thuyết này dựa trên những hiểu biết về trình tự nucleotid của một loạt các đột biến trong gen lyzozyme của phage T4. Nghiên cứu này chỉ ra rằng hầu hết các đột biến dịch khung đều xuất hiện gần các trình tự ADN chỉ lặp lại một loại cặp bazơ (chẳng hạn cặp A-T). Điều này giúp họ đ−a ra giả thuyết rằng ADN đã hình thành một cấu trúc thòng lọng tại những trình tự bazơ đặc biệt này, hậu quả là đoạn trình tự đó bắt cặp nhầm trong quá trình tự saọ