Algunos mutágenos, como la radiación ionizante, rompen las cadenas de ADN y causan daños irreparables en el ADN. Como tal, la lesión molecular persiste incluso en presencia de enzimas de reparación de ADN. Lo único beneficioso que puede hacer la célula sería entrar en la senescencia o iniciar la apoptosis.
Otros mutágenos, como los químicos y la luz ultravioleta, causan daños que las enzimas pueden reparar. Sin embargo, los mecanismos de reparación del ADN son propensos a errores. Incluso para la replicación normal del ADN, la tasa de error para la síntesis de ADN en E. coli es 1 en [matemáticas] 10 ^ {7} [/ matemáticas]. La tasa de error general para la replicación del genoma de E. coli se reduce a aproximadamente 1 en [matemática] 10 ^ {10} [/ matemática] después de que el sistema de reparación de desajuste verifica el ADN en busca de errores. Otras vías de reparación tienen su propia tasa de error, que no es despreciable.
Los mutágenos potentes funcionan porque abruman la capacidad de la célula para corregir lesiones moleculares. La mutación persiste porque es irreparable o porque hay tantos de ellos que seguramente habrá errores en la reparación del ADN.
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