Gener er segmenter af DNA lokaliseret på kromosomer. En genmutation er defineret som en ændring i sekvensen af nukleotider i DNA. Denne ændring kan påvirke et enkelt nukleotidpar eller større gensegmenter af et kromosom. DNA består af en polymer af nukleotider forbundet. Under proteinsyntese er DNA transskriberede til RNA og derefter oversat til at producere proteiner. Ændring af nukleotidsekvenser resulterer ofte i ikke-funktionelle proteiner. Mutationer forårsager ændringer i genetisk kode det fører til genetisk variation og potentialet til at udvikle sygdommen. Genmutationer kan generelt kategoriseres i to typer: punktmutationer og basepar-indsættelser eller sletninger.
Punktmutationer er den mest almindelige type genmutation. Også kaldet en basepar-substitution, denne type mutation ændrer et enkelt nukleotidbasepar. Punktmutationer kan kategoriseres i tre typer:
Der kan også forekomme mutationer, hvor nukleotid basepar indføres i eller deleteres fra den originale gensekvens. Denne type genmutation er farlig, fordi den ændrer skabelonen, hvorfra aminosyrer læses. Indsætninger og sletninger kan forårsage rammeskiftmutationer, når basepar, der ikke er et multiplum af tre, tilføjes eller slettes fra sekvensen. Da nukleotidsekvenserne læses i grupper på tre, vil dette medføre en forskydning i læserammen. For eksempel, hvis den originale, transkriberede DNA-sekvens er CGA CCA ACG GCG..., og to basepar (GA) indsættes mellem den anden og den tredje gruppering, skiftes læserammen.
Indsætningen forskydes læserammen med to og ændrer aminosyrerne, der produceres efter indsættelsen. Indsættelsen kan kode for et stopkodon for tidligt eller for sent i oversættelsesprocessen. De resulterende proteiner vil være enten for korte eller for lange. Disse proteiner er for det meste fjernet.
Genmutationer er oftest forårsaget som et resultat af to typer forekomster. Miljøfaktorer såsom kemikalier, stråling og ultraviolet lys fra solen kan forårsage mutationer. Disse mutagener ændrer DNA ved at ændre nukleotidbaser og kan endda ændre formen på DNA. Disse ændringer resulterer i fejl i DNA-replikation og transkription.
Andre mutationer er forårsaget af fejl foretaget i løbet af mitose og meiose. Almindelige fejl, der opstår under celledeling, kan resultere i punktmutationer og frameshift-mutationer. Mutationer under celledeling kan føre til replikationsfejl, som kan resultere i sletning af gener, translokation af dele af kromosomer, manglende kromosomer og ekstra kopier af kromosomer.
Ifølge National Human Genome Institutenæsten al sygdom har en slags genetisk faktor. Disse lidelser kan være forårsaget af en mutation i et enkelt gen, multiple genmutationer, kombineret genmutation og miljøfaktorer eller af kromosommutation eller skader. Genmutationer er blevet identificeret som årsagen til adskillige lidelser, inklusive seglcelleanæmi, cystisk fibrose, Tay-Sachs sygdom, Huntington sygdom, hæmofili og nogle kræftformer.