Među enzimima I. faze biotransformacije sustav citokroma P450 (CYP) prednjači po katalitičkoj svestranosti i pokazuje vrlo visok stupanj polimorfnosti. Istraživanja polimorfizama gena CYP rezultirala su brojnim genetičkim informacijama koje nam pomažu u razumijevanju učinaka ksenobiotika na ljudski organizam. Ova superporodica enzima najvažniji je enzimski sustav uključen u biotransformaciju mnogih endogenih i egzogenih spojeva uključujući lijekove. Za metabolizam lijekova važan je polimorfizam CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6 i CYP3A4/5 enzima. Među najvažnije izoforme odgovorne za biotransformaciju različitih kemijskih spojeva a posebno metaboličku aktivaciju prokarcinogena pripadaju CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1, CYP2E1. Genska analiza ključnih enzima metabolizma lijekova pomaže u predviđanju terapijskog učinka ili razvoja štetnih nuspojava lijekova. Stoga primjena genotipizacije u kliničkoj praksi pomaže u optimizaciji i individualizaciji terapije i smanjenju medicinskih troškova. Polimorfizam metaboličkih enzima može imati važan učinak na terapiju antidepresivima, antipsihoticima, antikoagulantima, antidijabeticima, antitumorskim lijekovima te lijekovima za liječenje ulkusa i HIV-a. Podaci koje donosi toksikogenomika istražujući individualne predispozicije za karcinogene, teratogene i druge toksičke učinke ksenobiotika, pridonose rasvjetljavanju molekularnih mehanizama kojima kemijski spojevi iz okoliša ili na radnome mjestu utječu na nastanak bolesti u ljudi. Postoje značajni dokazi o povezanosti genskih polimorfizama i osjetljivosti za razvoj karcinoma. Metabolički putovi karcinogenih supstancija su kompleksni, posredovani aktivnošću različitih gena, dok pojedinačni geni najčešće imaju ograničen učinak. Stoga je multigenski pristup, uz uključivanje važnih čimbenika iz okoliša u studijama s velikim brojem ispitanika bitan za pouzdanu procjenu rizika od razvoja karcinoma.