dna非常适合存储生物信息。糖磷酸骨架可抵抗随机切割带来的不良突变，而互补的双链结构可确保序列信息的完整性。自1953年dna结构发现以来，成千上万的科学家实现了一个重要的里程碑来自世界各地的人类基因组仅根据四个核碱基 - 腺苷，胞嘧啶，胸腺嘧啶和鸟苷进行测序。遗传学是指由于dna序列的直接改变而对基因活性或功能的可遗传变化的研究。这些改变包括点突变，缺失，插入和易位。（威尼斯5139手机版-9778818威尼斯）
单是dna序列就包含了大量有关其遗传的信息，但它无法解释为什么一个生物体的所有细胞(一般来说)都包含确切的遗传信息，而细胞却多种多样。尽管生物体中几乎所有的细胞都含有相同的dna序列，但其独特的细胞特征在于其基因表达模式是由某些机制介导的。早在1942年，ch waddington就创造了“表观遗传学”这个术语，并被普遍认为是一项研究“基因表达的变化是由dna序列变化以外的机制引起的，其中一些可以遗传。”在多细胞生物中，介导多种细胞基因表达模式的表观遗传学机制有很多，包括组蛋白修饰和rna干扰。（氟尿嘧啶的合成方法）
dna甲基化指的是5-甲基胞嘧啶（5mc），早在dna被鉴定为遗传物质时就被发现（avery等，1944; mccarty和avery，1946）。1948年，罗林·霍奇基斯(rollin hotchkiss)首次在纸色谱法制备小牛胸腺的过程中发现了修饰过的胞嘧啶。hotchkiss假设这一部分是5-甲基胞嘧啶，因为它与胞嘧啶的分离方式类似于胸腺嘧啶（也称为甲基尿嘧啶）与尿嘧啶分离的方式，他进一步认为这种修饰的胞嘧啶通常存在于dna中。虽然许多研究人员提出dna甲基化可能调节基因表达，但直到20世纪80年代，几项研究才证明dna甲基化对基因调控和细胞分化的影响。dna甲基化与其他调控因子协同作用，是影响基因活性的主要表观遗传因子，这一点已被广泛认识。（胞嘧啶的合成方法）
在双螺旋结构发现的同一年，在噬菌体中发现了另一种dna修饰——dna羟甲基化或5-羟甲基-胞嘧啶(5hmc)。已经证实，dna羟甲基化增加了宿主控制核酸酶对噬菌体基因组的保护作用。几十年后，使用粗色谱法在哺乳动物组织（包括大鼠脑）中发现了dna羟甲基化。最近发现了负责从5mc生成5hmc的ten-eleven translocation(tet)酶家族，促使研究人员研究dna羟甲基化在哺乳动物系统中的作用。（胞嘧啶核苷结构）
dna甲基化由dna甲基转移酶（dnmts）家族催化，该家族将甲基从s-腺苷甲硫氨酸（sam）转移到胞嘧啶残基的第五个碳，形成5-甲基胞嘧啶（5mc）（图i-1）。dnmt3a dnmt3b可以为未修饰的dna建立新的甲基化模式，因此被称为从头dna甲基转移酶。另一方面，dnmt1在dna复制过程中起作用，将dna甲基化模式从亲本dna链复制到新合成的子链上（图i-2）。所有三个dnm都广泛参与胚胎的发育。随着细胞达到终末分化，dnmts表达大大减少。这似乎表明有丝分裂后细胞中的dna甲基化模式是稳定的。但是，发育中的哺乳动物大脑中的有丝分裂后神经元仍然表达大量的dnmts，这提高了dnmts和dna甲基化在脑中发挥新作用的可能性。（核酸的发现）
神经元通过去极化模式对环境做出反应，去极化模式既传递信息又编码响应。近年来，随着去极化，基因表达的改变伴随着表观遗传的改变，包括dna甲基化模式的改变，已经变得越来越明显。为了改变dna甲基化模式，神经元基因组中必须同时存在活跃的dna甲基化和去甲基化。然而，目前还没有一种酶能直接从5mc中裂解甲基。如下所述，最近在有丝分裂后神经元中发现的5hmc表明，5hmc在dna去甲基化过程中起着中介作用。（胞嘧啶厂家）