في ظل الظروف العادية ، تظل معظم الخلايا البالغة في حالة غير تكاثرية ما لم يتم تحفيزها بواسطة عوامل داخلية أو خارجية لتحل محل الخلايا المفقودة. تكاثر الخلايا غير الطبيعي هو حالة يتجاوز فيها نمو الخلية الخلايا الطبيعية ولا يتناسق معها. في مثل هذه الحالات ، يستمر انقسام الخلايا بنفس الطريقة المفرطة حتى بعد توقف المحفزات ، مما يؤدي إلى أورام مستمرة. ينشأ الورم من الخلايا التالفة التي تتكاثر لتمرير الضرر إلى الخلايا الوليدة وجميع الخلايا الوليدة المستقبلية. يحدد هذا التكاثر غير الطبيعي للخلايا خاصية ما نسميه السرطان. أفضل مثال لشرح هذه الحالة هو الطفرة في بروتينات Ras و MYC.

بروتينات Ras الطبيعية هي GTPases التي تعمل في نقل الإشارة من مستقبلات سطح الخلية إلى داخل الخلية. يمكن الإشارة إلى بروتينات Ras على أنها المفاتيح الثنائية التي تدور بين حالات التشغيل والإيقاف أثناء النمو الخلوي. عادة ، يتم تنظيم هذه المفاتيح بإحكام ، ولكن في الأمراض المرتبطة ب Ras مثل السرطان ، فإن طفرة جين Ras أو منظمها تجعل بروتينات Ras نشطة باستمرار. على سبيل المثال ، طفرة واحدة في الأحماض الأمينية الخاطئة في بروتين K-Ras (نوع من بروتين Ras) تضعف أدائه الطبيعي. لا يمكن تعطيل K-Ras المتحور ، مما يؤدي إلى تحفيز النمو المستمر. تحدث طفرة K-Ras في 15٪ - 20٪ من السرطانات البشرية ، وتظهر بشكل شائع في سرطان القولون وسرطان الرئة وسرطان البنكرياس وسرطان الدم.

يمكن أن يحدث تكاثر الخلايا غير الطبيعي أيضا عندما تؤدي الطفرة إلى الإفراط في التعبير عن بروتين MYC. ينتمي الجين الورمي MYC إلى عائلة من "عوامل النسخ الفائقة" ويتم تحريره في أكثر من 50٪ من السرطانات البشرية. يؤثر MYC على مجموعة من الوظائف الخلوية ، بما في ذلك ترجمة البروتين ، وتطور دورة الخلية ، والتخليق الحيوي للريبوسوم ، وتكاثر الخلايا ، والتمايز ، والبقاء على قيد الحياة ، والمراقبة المناعية.