通常の条件下では、ほとんどの成体細胞は、失われた細胞を置き換えるために内部または外部の要因によって刺激されない限り、非増殖状態のままです。細胞増殖異常とは、細胞の成長が正常細胞を超え、正常細胞と協調していない状態です。このような状況では、刺激が停止した後も細胞分裂は同じように過剰に持続し、持続的な腫瘍を引き起こします。腫瘍は、損傷した細胞が複製して、娘細胞と将来のすべての娘細胞に損傷を渡すことから発生します。このような異常な細胞増殖は、私たちが癌と呼ぶものの特徴を定義します。この状態を説明する最良の例は、Rasタンパク質とMYCタンパク質の突然変異です。

正常なRasタンパク質は、細胞表面受容体から細胞内部へのシグナル伝達に機能するGTPアーゼです。Rasタンパク質は、細胞増殖中にON状態とOFF状態を循環するバイナリスイッチとして表すことができます。通常、これらのスイッチは厳密に制御されていますが、がんなどのRas関連疾患では、Ras遺伝子の突然変異またはその調節因子により、Rasタンパク質が持続的に活性になります。例えば、K-Rasタンパク質(Rasタンパク質の一種)の単一のアミノ酸ミスセンス変異は、その正常な機能を損ないます。変異体K-Rasは不活性化できないため、継続的な成長刺激につながります。K-Ras変異は、ヒトの癌の15%〜20%で発生し、結腸癌、肺癌、膵臓癌、および白血病で最も一般的に見られます。

異常な細胞増殖は、突然変異がMYCタンパク質の過剰発現をもたらす場合にも発生する可能性があります。MYCがん遺伝子は「超転写因子」のファミリーに属し、ヒトのがんの50%以上で調節緩和されています。MYCは、タンパク質の翻訳、細胞周期の進行、リボソーム生合成、細胞増殖、分化、生存、免疫監視など、さまざまな細胞機能に影響を及ぼします。