在正常情况下，大多数成体细胞保持非增殖状态，除非受到内部或外部因素的刺激来替换丢失的细胞。异常细胞增殖是指细胞的生长超过正常细胞并且与正常细胞不协调的情况。在这种情况下，即使在刺激停止后，细胞分裂仍以同样的过度方式持续存在，从而导致持续性肿瘤。肿瘤起源于受损的细胞，这些细胞通过复制将损伤传递给子细胞和所有未来的子细胞。这种异常的细胞增殖定义了我们所说的癌症的特征。解释这种情况的最好例子是 Ras 和 MYC 蛋白的突变。

正常 Ras 蛋白是 GTP 酶，在从细胞表面受体到细胞内部的信号转导中发挥作用。Ras 蛋白可以表示为细胞生长过程中在 ON 和 OFF 状态之间循环的二进制开关。通常，这些开关受到严格调节，但在 Ras 相关疾病（如癌症）中，Ras 基因突变或其调节因子使 Ras 蛋白持续活跃。例如，K-Ras 蛋白（一种 Ras 蛋白）中的单个氨基酸错义突变会损害其正常功能。突变体 K-Ras 不能失活，导致持续的生长刺激。K-Ras 突变发生在 15%-20% 的人类癌症中，最常见于结肠癌、肺癌、胰腺癌和白血病。

当突变导致 MYC 蛋白过表达时，也会发生异常细胞增殖。MYC 癌基因属于"超级转录因子"家族，在超过 50% 的人类癌症中失调。MYC 影响一系列细胞功能，包括蛋白质翻译、细胞周期进程、核糖体生物合成、细胞增殖、分化、存活和免疫监视。