Em condições normais, a maioria das células adultas permanece em um estado não proliferativo, a menos que estimulada por fatores internos ou externos para substituir as células perdidas. A proliferação celular anormal é uma condição na qual o crescimento da célula excede e é descoordenado com as células normais. Nessas situações, a divisão celular persiste da mesma maneira excessiva mesmo após a cessação dos estímulos, levando a tumores persistentes. O tumor surge das células danificadas que se replicam para passar o dano para as células-filhas e todas as futuras células-filhas. Essa proliferação celular anormal define a característica do que chamamos de câncer. O melhor exemplo para explicar essa condição é a mutação nas proteínas Ras e MYC.

As proteínas Ras normais são GTPases que funcionam na transdução de sinal dos receptores da superfície celular para o interior da célula. As proteínas Ras podem ser denotadas como os interruptores binários que alternam entre os estados ON e OFF durante o crescimento celular. Normalmente, esses interruptores são rigidamente regulados, mas em doenças relacionadas a Ras, como o câncer, a mutação do gene Ras ou seu regulador torna as proteínas Ras persistentemente ativas. Por exemplo, uma única mutação missense de aminoácido na proteína K-Ras (um tipo de proteína Ras) prejudica seu funcionamento normal. O K-Ras mutante não pode ser inativado, levando à estimulação contínua do crescimento. A mutação K-Ras ocorre em 15% a 20% dos cânceres humanos e é mais comumente observada no câncer de cólon, câncer de pulmão, câncer de pâncreas e leucemia.

A proliferação celular anormal também pode ocorrer quando a mutação resulta em superexpressão da proteína MYC. O oncogene MYC pertence a uma família de "fatores de supertranscrição" e é desregulado em mais de 50% dos cânceres humanos. O MYC afeta um espectro de funções celulares, incluindo tradução de proteínas, progressão do ciclo celular, biossíntese de ribossomos, proliferação celular, diferenciação, sobrevivência e vigilância imunológica.