Mutacje mogą powstawać :
1. spontanicznie – we wszystkich komórkach ciała mutacje zachodzą spontanicznie, czyli bez udziału czynników zewnętrznych. Częstość powstawania tych mutacji jest stosunkowo mała (przeciętnie jeden niepoprawnie wstawiony nukleotyd na milion, a nawet miliard nukleotydów), a zasięg ich występowania jest niewielki. Mutacje te powstają najczęściej w wyniku błędów powstających w czasie replikacji lub niedoskonałego działania systemów naprawczych, które nie potrafią zniwelować wszystkich pomyłek polimerazy.
2. w sposób indukowany – możliwość wystąpienia mutacji zwiększa się wielokrotnie pod wpływem działania zewnątrzpochodnych czynników mutagennych. Mutacje te powstają w środowisku naturalnym, ale mogą też być wywołane sztucznie w laboratoriach.
Czynniki mutagenne dzielimy na:
1. fizyczne:
• promieniowanie UV – powoduje tworzenie dimerów pirymidynowych (C-C, C-T, T-T)
• promieniowanie jonizujące – powoduje powstawanie wolnych rodników, rozerwanie cząsteczki DNA, niszczenie cukrów oraz zasad
• temperatura – powoduje rozerwanie wiązania glikozydowego pomiędzy cukrem a zasadą azotową
2. chemiczne:
• kwas azotowy – powoduje deamiancję cytozyny (przekształca się w uracyl), adeniny (przekształca się w hipoksantynę) i guaniny (przekształca się w ksantynę)
• analogi zasad azotowych (bromouracyl, aminopuryna) – ponieważ są podobne do zasad azotowych DNA są błędnie rozpoznawana i wbudowane do łańcucha przez polimerazę np. bromouracyl jest zamiast tyminy parowany z adeniną
• barwniki akrydynowe – wnikają do łańcucha DNA, powodując rozsuniecie zasad azotowych
• iperyt – powoduje alkilację guaniny i reszt kwasu fosforowego
• kolchicyna – uniemożliwia powstawianie wrzeciona kariokinetycznego, co prowadzi do nieprawidłowego rozchodzenia się chromosomów
3. biologiczne
• wirusy– powodują wbudowanie do DNA obcych genów