On peut provoquer des mutations avec des agents mutagènes chimiques ou physiques. Deux mécanismes sont principalement mis en jeu.

Une base ayant une forme rare est intégrée lors de la réplication. Cette forme rare ne respecte pas les règles d'appariement et elle est mise en face d'une base dont elle n'est pas complémentaire. Un effet comparable est obtenu lorsque la synthèse d'ADN est faite en présence d'analogues qui sont incorporés à la place des bases normales (5 bromodésoxyuridine ou 2 azaguanine). Dans ces cas, la mutation se produit d'abord sur un brin et il faut un cycle de réplication supplémentaire pour que la moitié des molécules filles portent la mutation sur les deux brins. Des produits chimiques qui modifient les bases en place (agents alkylants, acide nitreux... ont également le même effet.

L'ADN subit un dommage et au moment de la réparation il y a une erreur. C'est le cas des rayons UV X gamma,etc. Chez les procaryotes et les eucaryotes unicellulaires il existe une enzyme, la photolyase, qui, activée par la lumière visible est capable de réparer ces dommages. La voie de réparation par excision qui peut causer des mutations est alors une alternative. Chez les eucaryotes pluricellulaires seule cette dernière voie subsiste. Dans ce cas, il n'y a pas besion d'un cycle supplémentaire de réplication pour obtenir une molécule d'ADN double brin mutante.

Tous ces agents mutagènes agissent sur les cellules en train de se développer, in vivo.

Figure 4- 8. Les 4 bases de l'ADN peuvent prendre une configuration rare qui induit des erreurs de copie.

Figure 4- 9. Action de l'analogue de la Thymine qui sous sa forme ionisée s'apparie avec G.

Figure 4- 10. Un analogue de l'Adénine qui sous sa forme rare s'apparie avec C.

Figure 4- 11. Des substances chimiques provoquant des désaminations agissent sur l'ADN provoquant des mutations.

Figure 4- 12. Lorsque la mutation est due à une forme rare qui viole les règles d'appariement, il faut deux réplications d'ADN pour que la mutation soit fixée.

Figure 4- 13. Action mutagène des UV.