Наследственные свойства микроорганизмов определяются специальными биохимическими структурами, именуемыми генетическими детерминантами, или генами. Установлено также, что гены, представляющие собой фрагменты молекул ДНК, изменяются под влиянием разнообразных внешних агентов, тем или иным образом изменяющих структуру ДНК. Наследственные изменения, обусловленные изменением структуры генов, называются мутациями, а внешние агенты, индуцирующие эти изменения,— мутагенными агентами, или мутагенами.
Мутационный процесс лежит в основе широкого круга явлений И. и., наблюдаемых в естественной среде обитания микроорганизмов. Изменения, возникающие в результате мутаций, закреплены наследственно и передаются неограниченному числу поколений.
Мутации, полученные под воздействием того или иного мутагенного воздействия, называют«индуцированными», в отличие от «спонтанных», которые формируются в популяции микроорганизмов, не подвергаемой каким-либо специальным воздействиям. В последнем случае возникновение мутаций также причинно обусловлено, однако индуцирующие факторы при этом не могут быть точно установлены. В основе мутационного прочена могут лежать различного рода изменения структуры ДНК: простые и сложные замены отдельных пар нуклеотидов (так называемые, точечные мутации), вставки или потери большего или меньшего числа нуклеотидных пар (инверсии, транслокации, делецип).
Мутагенной активностью обладает ряд физических факторов (ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация, температура и др.), некоторые химические соединения (алкилирующие препараты, аналоги и предшественники обычных азотистых оснований, ДНК, азотистая кислота, перекись водорода, ионы Mn, Fe, Си, борная и аскорбиновая кислоты и др.).
Таким образом мутагенная активность свойственна не каким-то исключительным «сильнодействующим» агентам, а широкому кругу соединений, многие из которых обычно присутствуют в среде обитания микробов. Мутагенные агенты не обладают строго избирательным действием на те или иные гены. Иными словами, индуцируемые мутации не являются строго адекватными вызвавшему их фактору.