Setiap kali ada perubahan struktur atau jumlah DNA dalam suatu organisme, itu disebut mutasi. Ada sejumlah jenis mutasi yang berbeda, tergantung di mana perubahan itu terjadi dan bagaimana DNA terpengaruh. Mutasi yang tidak masuk akal adalah substitusi basa tunggal, atau mutasi titik. Ketika mutasi yang tidak masuk akal terjadi, hanya satu basa yang berubah dalam untai DNA.
DNA terdiri dari heliks ganda untaian panjang nukleotida yang memiliki basa nitrogen yang melekat padanya. Keempat basa tersebut adalah adenin, timin, guanin, dan sitosin. Nukleotida bergabung bersama untuk membentuk untai polinukleotida panjang. Kedua untai disatukan oleh ikatan hidrogen antara pasangan basa komplementer.
Setiap basa adalah basa purin atau basa pirimidin tergantung pada jumlah cincin kimia dalam struktur molekulnya. Basa purin memiliki dua cincin kimia dan termasuk adenin dan guanin. Basa piramidin hanya memiliki satu cincin kimia dan termasuk sitosin dan timin. Basa purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin, atau lebih khusus lagi, adenin dengan timin dan sitosin dengan guanin.
Ketika protein disintesis dalam sel, informasi untuk setiap protein dibawa dalam gen di sepanjang untai DNA. Sebuah triplet basa, atau kodon, dalam kode gen untuk asam amino tertentu, yang merupakan blok bangunan untuk molekul protein. Urutan asam amino yang akan digunakan untuk membentuk protein ditentukan oleh urutan kodon. Setiap perubahan pada kodon ini, jika tidak diperbaiki, dapat mempengaruhi protein yang terbentuk.
Untuk membentuk protein, terjadi dua proses. Pertama, DNA ditranskripsi menjadi messenger RNA (mRNA) di dalam nukleus. mRNA adalah molekul beruntai tunggal sehingga mampu meninggalkan nukleus melalui lubang kecil, atau pori-pori, di membran nuklir. MRNA sekarang membawa informasi untuk mensintesis protein selama translasi dalam sitoplasma sel.
Mutasi yang tidak masuk akal mempengaruhi wilayah pengkodean genetik DNA. Ketika mutasi nonsense terjadi, satu basa diubah sehingga kode triplet untuk asam aminonya berubah menjadi kode untuk kodon stop. Kodon stop adalah TTA, TAG atau TGA. Mutasi yang tidak masuk akal menyebabkan transkripsi DNA menjadi mRNA berhenti, yang berarti bahwa untaian mRNA lebih pendek dari yang seharusnya. Semakin dini mutasi ini terjadi pada gen, semakin pendek mRNA dan semakin terpotong proteinnya, sehingga semakin kecil kemungkinannya untuk berfungsi.
Ada sejumlah kelainan genetik yang disebabkan oleh mutasi yang tidak masuk akal. Fibrosis kistik disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode protein pengatur konduktansi transmembran (CFTR) fibrosis kistik. Beberapa pasien memiliki mutasi yang tidak masuk akal pada gen, yang menyebabkan sebagian besar protein tidak terbentuk. Setiap cacat pada protein ini menyebabkan gejala kondisi yang berbeda. Kondisi lain yang dapat disebabkan oleh mutasi yang tidak masuk akal termasuk distrofi otot Duchenne, talasemia Beta, dan sindrom Hurler.