Алкілування ДНК відноситься до процесу хімічної модифікації молекул ДНК шляхом приєднання до них алкільних груп. Ця модифікація може призвести до утворення як монофункціональних аддуктів, так і біфункціональних зшивок, що може спричинити пошкодження ДНК.
Мутагенність пов'язана зі здатністю алкілуючих агентів утворюють поперечні зв’язки та/або переносять алкільну групу з утворенням моноадуктів у ДНК. Найбільш часте розташування аддуктів в ДНК – це гуаніни. Виражені мутації включають різні заміни основ, включаючи всі типи переходів і трансверсій.
Алкілуючі агенти знайшли застосування в лікування лімфоми, лейкемії, раку яєчок, меланоми, раку мозку та раку молочної залози. Найчастіше вони використовуються в комплексі з іншими протипухлинними препаратами.
Мутагени викликають мутації трьома різними способами: деякі діють як базові аналоги та помилково використовуються як субстрати, коли нова ДНК синтезується на вилці реплікації. Деякі реагують безпосередньо з ДНК, викликаючи структурні зміни, які призводять до неправильного копіювання ланцюга матриці під час реплікації ДНК.
Однак у відповідь на пошкодження алкілуючої ДНК, клітини зазнають некрозу як самовизначена доля клітини. Ця форма смерті не потребує центральних медіаторів апоптозу p53, Bax/Bak або каспаз і активно індукує запальну відповідь.
Монофункціональне алкілування: препарат реагує лише з одним ланцюгом пари, відокремлюючи його від свого партнера і врешті-решт змушуючи його та приєднаний до нього цукор відірватися від молекули ДНК. Зрештою це може призвести до постійного пошкодження клітин.