在上一個世紀中，有一個問題經常困擾著專業醫生、基礎醫學研究者和普通老百姓，那就是“癌症是否遺傳”。最終，分子遺傳學的研究結果給了這個問題一個肯定的回答。這一結論的得出很大程度上得益於對遺傳性大腸癌的研究。
從分子水平看，癌是一種遺傳性疾病。這個概念徹底改變了以往我們對“什麼導致癌的發生”這個問題的看法。更為重要的是，它帶給我們針對癌症的新的診斷方法、新的分類方法以及最終新的治療方法。對於大腸癌來講，某些確定基因變異的累積最終導致大腸癌的發生和發展，而這些變異可能是基因自發性突變的結果，亦可能是基因暴露導致突變因素（如飲食、病毒感染或膽汁刺激）的結果。它們可能在已存在的遺傳易感的基礎上發生，亦可能在慢性疾病（如潰瘍性結腸炎）的基礎上發生。
一、基因與癌
基因對人體的細胞進行著調控。它們調節細胞的生長、分化和死亡；控製細胞對外界（包括環境、鄰近組織和激素）的反應；支配並控製細胞的功能。最重要的，它們負責維持其自身的完整性，否則，細胞將失去其特性，並成為人體的障礙。當一個細胞不再對正常的調控過程進行應對時，它便開始失控性增長，並進一步獲得了浸潤和轉移到其他組織的能力，即變為惡性細胞，並對人體構成威脅。癌形成過程中發生的基因事件正在逐漸被人們認識，其中，大腸癌是我們認識最為清晰的癌症之一，原因在於：①從大腸腺瘤到大腸癌的發展過程相對緩慢；②不同病理階段組織的取材相對簡單。總起來講，大腸癌的發生是一個多步驟、多階段的基因事件的累積，而各步驟和階段的基因變化規律已基本清楚。就發病途徑而言，大腸癌的發生大體上分為兩種發病途徑：雜合性缺失途徑和複製錯誤，他隻）途徑。
亦有學者將大腸癌發生的分子途徑分為傳統途徑和微衛星不穩定性途徑。
（一）微衛星
微衛星是指短節段（1~5個堿基對）DNA串聯重複序列，通常為胞嘧啶（C）核苷和腺嘌呤（A）核苷、雙核苷或CA重複體。其作用至今不甚明了，但是由於普遍存在，而且可以很容易通過PCR技術得到確認以及高度的基因多態性（幾乎每一個位點上的重複序列的數目皆與其父親和母親染色體有差異），所以備受分子遺傳學家的重視。常用於對遺傳病家係染色體片段的示蹤，並尋找腫瘤組織中某些片段的丟失。比較HNPCC患者的癌組織和正常組織中DNA等位基因的大小時發現：腫瘤組織中本來代表一個等位基因的帶減弱了，並出現了一些額外的條帶，提示存在DNA的複製錯誤，我們將這種現象稱為“微衛星不穩定性”。腫瘤細胞出現此異常是其細胞不能正確識別並糾正錯配的結果。而在中偶然發現的微衛星不穩定性現象直接導致了DNA錯配修複基因的發現。
（二）MSI與散發性癌
MSI不僅僅是HNPCC腫瘤的特征之一，它還出現在散發性大腸癌和腸外惡性腫瘤組織中。許多研究顯示大約15%的散發性大腸癌組織表現為MSI。目前認為這些腫瘤發生或是因為在繼承了MMR基因突變的基礎上出現第二次打擊的結果，或是由於MMR基因的兩個等位基因的突變或缺失而導致。而實際上，以上兩種可能的發生皆不普遍，提示有可能存在其他導致MSI的途徑。
二、基因是怎樣工作的
細胞內的DNA由22對常染色體和1對性染色體（XX或XV）組成，其中包括大約有10000個基因構成的基因組。每一個常染色體基因都包含有兩個等位基因，其中一個繼承於父親，另一個繼承於母親。位於一個位點上野生型等位基因的微細區別對於基因產物很少產生或不產生可被人們所辨識的影響，這種情形叫做“基因多態性”；而其他變化則能迅速地改變基因的表達方式並導致疾病我們稱這種情形為“突變”。
按照孟德爾原理，如果一個等位基因的突變即足以導致一種表型的改變，即稱為顯性遺傳病、多囊腎以及家族性腺瘤性息肉病皆屬於顯性遺傳病。隱性遺傳時，需要兩個等位基因都發生突變才出現表型的改變，囊性纖維病便是一個例證。從細胞水平看癌的發生過程，癌基因的作用傾向於顯性模式（僅一個等位基因的突變即可導致活化），而抑癌基因的作用則傾向於隱性模式，即在其作用丟失之前，需要兩次失活步驟（每個等位基因一次）。
基因是通過其編碼的蛋白質發揮作用的。任何一個核苷酸的堿基的改變就能使基因產物活化，例如癌基因活化的最常見的機製。如果基因的改變導致過早出現停止密碼子，則全部或者部分蛋白就會發生失活。對於許多基因來說，僅僅一個等位基因的失活仍然可以保證野生型等位基因的完整和活化。徹底地破壞一個基因的功能必須有兩個等位基因全部失活，抑癌基因即屬此類型。基因的變化方式有許多種：突變、基因的丟失（甚至包含著基因的染色體的部分丟失）有絲分裂期間染色體異常的分離、野生型蛋白的失活或體細胞的重組等。