Proto-onkogenai yra normalūs genai, galintys sukelti vėžį, jei jie yra mutuoti arba išreikšti neįprastai dideliu lygiu. Genas yra biologinis vienetas, kuriame yra paveldima informacija organizme, reikalinga tam tikriems baltymams gaminti. Onkogenas yra genas, sukeliantis vėžį, nes tam tikros ląstelės auga ir dauginasi neribotu greičiu. Normaliose ląstelėse ilgainiui įvyksta apoptozė arba ląstelių mirtis, bet vėžinės ląstelės – ne; jie auga ir dauginasi tol, kol juos turintis organizmas negyva. Daugeliu atvejų proto-onkogeną turi suaktyvinti koks nors aplinkos veiksnys, kad jis iš tikrųjų galėtų sukelti vėžį.
Proto-onkogenuose yra genetinės informacijos, kuri naudojama gaminti baltymus, kurie kontroliuoja ir reguliuoja ląstelių augimą ir dauginimąsi. Juose dažnai yra kodas, reikalingas signalizacijos mechanizmams, atsakingiems už ląstelių dalijimąsi ir užprogramuotą ląstelių mirtį. Šis reglamentas yra būtinas sveikatai ir iš tikrųjų padeda išvengti sveikų žmonių vėžio. Tačiau kai tik suaktyvėja nedidelė šių genų modifikacija, proto-onkogenai nustoja būti sveiki reguliuojantys genai ir vietoj to tampa naviką sukeliančiais onkogenais. Jų koduojami baltymai ir signalizacijos mechanizmai nebesukelia užprogramuotos ląstelių mirties ir tinkamo ląstelių dalijimosi; vietoj to jie sukelia ląstelių nemirtingumą ir nekontroliuojamą dalijimąsi.
Yra daug skirtingų mechanizmų, kuriais proto-onkogenai gali būti aktyvuojami ir paverčiami naviką formuojančiais onkogenais. Paprasta geno mutacija pakeičia baltymų, kuriuos jis koduoja, struktūrą ir funkciją; tai gali sukelti vėžį. Kai kuriais atvejais pats genas išlieka nepakitęs, tačiau įvairūs baltymus reguliuojantys faktoriai nustoja tinkamai funkcionuoti. Pavyzdžiui, baltymai, sukeliantys ląstelių dalijimąsi, gali būti daug labiau paplitę, nei turėtų būti, todėl gali atsirasti nekontroliuojamas ląstelių dalijimasis ir auglių formavimasis.
Kitas mechanizmas, galintis suaktyvinti proto-onkogenus, yra žinomas kaip chromosomų translokacija. Chromosomų translokacijos – tai genetinės anomalijos, kurių metu persitvarko įvairios genetinės informacijos dalys. Dėl to tam tikrų tipų baltymai gali suaktyvėti netinkamų tipų ląstelėse. Taip pat gali susidaryti hibridiniai baltymai, tokie kaip tie, kurie gali sukelti leukemiją.
Proto-onkogenai yra svarbūs medicinos tyrėjams dėl jų vaidmens sukeliant vėžį. Tyrėjai bando sukurti vaistus, kurie galėtų konkrečiai nukreipti proto onkogenus ir jų gaminamus baltymus. Jie tai daro siekdami ištaisyti anomalijas, dėl kurių proto-onkogenai buvo aktyvuoti į vėžį sukeliančius onkogenus. Jie taip pat gali bandyti slopinti genų gaminamus baltymus.