Karcinogeneza
Karcinogeneza, koja se naziva i onkogeneza ili tumorigeneza jest proces stvaranje kancera i benignih tumora, pri čemu su normalne ćelije transformiraju u ćelija raka. Proces karakteriziraju promjene na ćelijskim, genetičkim i epigenetičim nivoima i abnormalna ćelijska dioba. Podjela ćelija je fiziološki proces koji se javlja u gotovo svim tkivima i pod različitim okolnostima. Normalno, ravnoteža između proliferacije i programirane ćelijske smrti, u obliku apoptoze, održava se na integritet tkiva i organa. Prema prevladavajućoj prihvaćenoj teoriji karcinogeneze, teoriji somatskih mutacija, mutacija u DNK i epimutacija koje dovode do raka remete pravilnost ove ovih procesa, ometajući programiranje koje ih regulira, narušavajući normalnu ravnotežu između proliferacije i ćelijske smrti. To rezultira nekontroliranom diobom ćelija i evolucije tih ćelija pomoću prirodne selekcije u tijelu. Samo određene mutacije dovode do raka, dok većina mutacija ne. Varijante nasljeđenih gena mogu predisponirati nositelja za rak. Osim toga, okolišni faktori poput kancerogenih i zračenja uzrokuju mutacije koje mogu pridonijeti razvoju raka. Konačno, slučajne greške u normalnoj replikaciji DNK mogu rezultirati karcinomom, uzrokujući mutacije. Obično je potreban niz od nekoliko mutacija za određene klase gena prije nego što se normalna ćelija transformira u ćeliju raka. U prosjeku, naprimjer, 15 tzv. "vozačkih mutacija" i 60 "putničkih" mutacija uzrokuje rak debelog crijeva. Mutacije u genima koji reguliraju diobu stanica, apoptoza (ćelijska smrt) i popravak DNK mogu rezultirati nekontroliranom proliferacijom stanica i rakom. Kancer je u osnovi bolest regulacije rasta tkiva. Da bi se normalna ćelija transformirala u ćeliju raka, geni koje reguliraju rast i ćelijsku diferencijaciju moraju se promijeniti. Genetičke i epigenetičke promjene mogu se pojaviti na mnogim razinama, od dobijanja ili gubitka čitavih hromosoma, do mutacije koja utiče na jednonukleotidni polimorfizam DNK ili do utišavanja ili aktiviranja mikroRNK koja kontrolira ekspresiju 100 do 500 gena. Postoje dvije široke kategorije gena na koje utiču ove promjene. Onkogeni mogu biti normalni geni koji su izraženi na neprikladno visokom nivou ili izmijenjeni geni koji imaju nova svojstva. U oba slučaja, ekspresija ovih gena promovira maligni fenotip ćelija raka. Tumor-suppresorsk geni su geni koji inhibiraju ćelijsku diobu, preživljavanje ili druga svojstva ćelija raka. Geni za suzbijanje tumora često su onemogućeni genetičkim promjenama koje podstiču rak. Konačno Oncovirinae, virusi koji sadrže onkogen, kategorizirani su kao onkogeni jer izazivaju rast tumorskih tkiva u domaćinima. Ovaj proces se naziva i virusna transformacija. Neki od malih polipa u defektu polja prikazani na fotografiji otvorenog segmenta debelog crijeva mogu biti relativno dobroćudne neoplazme. U studiji iz 1996. o polipovima veličine manje od 10 mm koji su pronađeni tokom kolonoskopije, a nakon kojih su uslijedile ponovljene kolonoskopije tokom tri godine, 25% je ostalo nepromijenjene veličine, 35% regresirano ili smanjeno, a 40% povećano.