Jotkut erityyppisistä kemoterapiakemikaaleista ovat alkyloivia aineita, antimetaboliitteja ja kasvien alkaloideja. Lääkärit voivat myös käyttää antrasykliinejä erilaisten syöpien hoitoon. Kaikilla kemoterapiakemikaaleilla on yksi tavoite: tappaa syöpäsolut. Tätä varten useimmat näistä lääkkeistä kohdistavat solun jakautumiskykyä – prosessia, jota kutsutaan mitoosiksi, jota syöpäsolut käyvät hallitsemattomasti. Mitä nopeammin solu jakautuu, sitä todennäköisemmin kemoterapialääke kohdistuu siihen, mikä selittää, miksi normaalisti nopeasti jakautuvat solut, kuten karvatupet, voivat myös vaikuttaa.
Mitoosin kohteena olevan solun on ensin replikoitava deoksiribonukleiinihapponsa (DNA) ja erotettava sitten kahdeksi identtiseksi tytärsoluksi. Monet kemoterapiakemikaalit pyrkivät muuttamaan tai vahingoittamaan solun DNA: ta, koska jos se muuttuu tai vahingoittuu tarpeeksi ja solu joutuu ohjelmoituun solukuolemaan, prosessiin, jota kutsutaan apoptoosiksi. Jokainen kemoterapiakemikaali voi pyrkiä saavuttamaan tämän tavoitteen eri tavalla. Esimerkiksi antrasykliinit toimivat interkaloimalla tai lisäämällä itsensä DNA-kaksoiskierren nukleotideihin ja myös aiheuttamalla vapaan radikaalin vaurioita. Tämä keskeyttää DNA: n kyvyn replikoitua ja voi aiheuttaa mutaatioita solussa.
Alkyloiva aine, toinen kemoterapiakemikaalien muoto, häiritsee solujen jakautumista sitoutumalla DNA: han ja muuttamalla sitä. Se tekee tämän käyttämällä elektronegatiivisuutta, termiä, jota käytetään kuvaamaan solun halua piirtää elektroneja. Kun DNA sitoutuu alkyloivaan aineeseen, aine häiritsee solun kykyä jakautua kunnolla, mikä voi johtaa apoptoosiin. Koska tämä kemoterapiakemikaali voi toimia solun elinkaaren kaikissa kohdissa, sitä kutsutaan ei -solusyklispesifiseksi lääkkeeksi. Lääkettä voidaan käyttää erilaisten syöpien hoitoon, mutta koska se vahingoittaa DNA: ta, se voi myös johtaa tietyntyyppisten leukemioiden kehittymiseen.
Kasvien alkaloidit ovat kemoterapiakemikaaleja, jotka ovat peräisin kasvilähteistä. Kahdenlaisia kasvien alkaloideja ovat antimikrobiset aineet ja topoisomeraasin estäjät. Antimikrobiset aineet estävät solujen jakautumista estämällä mikrotubulusten toimintaa, pieniä, karankaltaisia rakenteita, jotka auttavat vetämään kaksi tytärsolua erilleen. Topoisomeraasin estäjät häiritsevät DNA: n kykyä korjata itseään. Nämä lääkkeet ovat solusyklispesifisiä ja vaikuttavat vain soluihin, jotka ovat sen elinkaaren tietyssä vaiheessa.
Toinen kemoterapiakemikaaleista, antimetaboliitit, estää solua metaboloimasta tiettyjä kemikaaleja. Antimetaboliitteja on erityyppisiä, ja jokainen häiritsee tiettyjen aineiden metaboloitumista. Esimerkiksi folaattiantagonistit häiritsevät solun kykyä sisällyttää folaattia, DNA -synteesiin tarvittavaa ainetta. Samoin puriiniantagonistit häiritsevät solun kykyä sisällyttää puriini, DNA: n rakennuspalikka. Ilman oikeita aineita solussa solu ei pysty jakautumaan.