致癌作用的決定性步驟是互補鹼基對之間的橫向交聯，即在DNA的雙股間發生了互補移碼變異，如同兩行並列隊伍中的某隊隊員，彼此交換了位置。當這種帶有錯誤信息的DNA在細胞中潛伏下來，就會將錯誤信息帶到正常的DNA分子上，從而引發了整個細胞的癌變。
化學致癌
1775年，
英國醫生波特發現，經他治療的
陰囊癌患者多是掃煙囪的工人。19世紀下半葉，隨著冶金工業的發展，接觸
煤焦油的工人中
癌症發病率極高。1915年，日本的
山崎和
石川用實驗證明煤焦油可引起皮癌。1933年，肯納威和
庫克等人，從幾毫克煤焦油中分離出一種屬於
多環芳烴的化學物質，有很強的
致癌作用。
1954年，有三名化學家用二甲亞硝胺溶劑做實驗，不久兩人發生了肝硬變。1956年，
馬吉等人研究表明：各種
亞硝胺，隨著結構的不同，可在實驗動物的不同部位引起癌變。為什麼這些化學物質能夠致癌呢？50年代初，法國普爾曼教授夫婦，首開“結構致癌活性關係”的研究，提出了“K區理論”。70年代后，美國傑林納等人，提出了“灣區理論”。中國的科學工作者，總結和發展了上述“
雙區理論”。研究表明，在代謝過程中，產生兩個致癌親負電荷的反應活動中心，而其表現致癌潛力的最優距離，恰與DNA互補鹼基對中，兩
負電荷中心的間距相一致。以上發現是對化學致癌機理研究的重大突破。