Les mutagènes chimiques sont classés en agents alkylants, agents de réticulation et hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Les agents alkylants agissent en ajoutant des composants moléculaires aux bases de l’ADN, ce qui modifie le produit protéique. Les agents de réticulation créent des liaisons covalentes avec les bases de l’ADN, tandis que les HAP sont métabolisés par le corps humain en d’autres molécules potentiellement mutagènes.
Les radiations sont un autre puissant mutagène. Pour les biologistes, les formes les plus significatives de rayonnement sont la lumière, la chaleur et le rayonnement ionisant. Les rayonnements ionisants peuvent pénétrer dans les cellules et créer des ions dans leur contenu. Ceux-ci peuvent à leur tour provoquer des altérations permanentes de l’ADN, c’est-à-dire des mutations. Les rayonnements ionisants comprennent les rayons X, les rayons gamma et les particules subatomiques – neutrons, électrons (particules « bêta ») et particules alpha (noyaux d’hélium). Les rayonnements ionisants modifient la façon dont deux brins d’ADN interagissent. Ces rayonnements à haute énergie traversent les cellules et les tissus, coupant tout ADN sur leur passage. Ils peuvent réarranger des sections entières des chromosomes, modifiant ainsi des portions relativement longues d’ADN. Le rayonnement UV provoque la formation de liaisons covalentes entre des bases thymiques voisines dans l’ADN, altérant ainsi le produit ADN à cet endroit.
Les mutagènes sont souvent associés à des cancers spécifiques chez l’homme. Les amines aromatiques sont des mutagènes qui peuvent provoquer le cancer de la vessie. Le tabac pris sous forme de tabac à priser contient des mutagènes qui peuvent provoquer des tumeurs du nez. La fumée du tabac contient des mutagènes tels que les HAP et la nitrosamine (un type d’agent alkylant), ainsi que des toxines telles que le monoxyde de carbone, le cyanure, l’ammoniac, l’arsenic et le polonium radioactif. Bien que les produits du tabac soient légaux et largement disponibles, de nombreux médecins et agences gouvernementales mettent en garde contre les risques sanitaires liant le tabagisme à plusieurs types de cancer et de maladies cardiaques.
En 1973, Bruce Ames a introduit le test le plus largement utilisé pour identifier les mutagènes potentiels. Les mutagènes suspectés sont mélangés à une souche défectueuse de la bactérie Salmonella, qui ne se développe que si elle est mutée. Les substances qui permettent à la Salmonelle de se développer sont considérées comme mutagènes.