Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο της προθρομβίνης, γνωστές ως μεταλλάξεις του παράγοντα ΙΙ, σχετίζονται γενετικά, επομένως αποκτώνται μέσω κληρονομικότητας. Αυτό το γονίδιο είναι υπεύθυνο για την παραγωγή προθρομβίνης, η οποία μετατρέπεται σε θρομβίνη in vivo, επομένως αυτό το ελάττωμα είναι μερικές φορές γνωστό ως μετάλλαξη γονιδίου θρομβίνης. Η θρομβίνη, με τη σειρά της, μετατρέπει το υδατοδιαλυτό ινωδογόνο σε αδιάλυτο μόριο, το ινώδες, το οποίο αποτελεί ουσιαστικό συστατικό του μηχανισμού πήξης του αίματος. Οι μεταλλάξεις γονιδίων θρομβίνης είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος παράγοντας κινδύνου για την εμφάνιση θρόμβωσης, ή βαθιών θρόμβων αίματος μέσα στα αιμοφόρα αγγεία, δίπλα στη μετάλλαξη του παράγοντα V.
Μια μετάλλαξη γονιδίου θρομβίνης είναι συγγενής, οπότε ένα άτομο μπορεί να έχει ένα ή δύο αντίγραφα του μεταλλαγμένου γονιδίου, με δύο αντίγραφα να θέτουν το άτομο σε πολύ μεγαλύτερο κίνδυνο θρόμβωσης. Η μετάλλαξη γονιδίων θρομβίνης είναι μια αυτοσωμική κυρίαρχη μετάλλαξη, που σημαίνει ότι ένα άτομο με ένα αντίγραφο της μετάλλαξης έχει 50 % πιθανότητες να το μεταδώσει στα παιδιά του. Τόσο τα αρσενικά όσο και τα θηλυκά, καθώς και άτομα οποιασδήποτε ομάδας αίματος, διατρέχουν τον ίδιο κίνδυνο να κληρονομήσουν αυτό το γονίδιο και να έχουν σχετικό κίνδυνο θρόμβωσης, αν το κάνουν.
Αυτή η μετάλλαξη δεν κληρονομείται γενικά με άλλες μεταλλάξεις και περιλαμβάνει μια σημειακή μετάλλαξη στη θέση 20210 στο γονίδιο της προθρομβίνης, που βρίσκεται στο 11ο χρωμόσωμα. Περίπου 1-2 τοις εκατό του πληθυσμού του Καυκάσου είναι ετερόζυγοι για τη μετάλλαξη του παράγοντα ΙΙ, πράγμα που σημαίνει ότι αυτοί οι άνθρωποι έχουν ένα αντίγραφο του ελαττωματικού γονιδίου. Το ποσοστό επικράτησης είναι πολύ χαμηλότερο σε άτομα άλλων φυλετικών προελεύσεων.
Όταν αυτή η μετάλλαξη κληρονομείται, επιβραδύνει την αποδόμηση του RNA αγγελιοφόρου προθρομβίνης, αυξάνοντας έτσι την παραγωγή προθρομβίνης, η οποία οδηγεί σε μεγαλύτερη ποσότητα θρομβίνης στο αίμα. Με τη σειρά του, η διαδικασία πήξης μπορεί να συμβεί πολύ πιο εύκολα λόγω της περίσσειας θρομβίνης που εμπλέκεται σε έναν καταρράκτη δημιουργίας ινώδους, ο οποίος μπορεί να καταλήξει σε θρόμβωση. Η μετάλλαξη του γονιδίου θρομβίνης αυξάνει τον κίνδυνο θρόμβωσης βαθιάς φλέβας περίπου δύο έως τρεις φορές. Υπάρχουν επίσης άλλοι κίνδυνοι για την υγεία από τα αυξημένα επίπεδα θρομβίνης, ιδίως επαναλαμβανόμενες αποβολές.
Η μετάλλαξη γονιδίων θρομβίνης αυξάνει τον κίνδυνο θρόμβωσης, αλλά δεν σημαίνει απαραίτητα ότι ένα άτομο θα αναπτύξει αυτή τη διαταραχή. Υπάρχουν άλλοι παράγοντες κινδύνου που μπορούν να αυξήσουν τις πιθανότητες θρόμβωσης, ιδιαίτερα με ένα μεταλλαγμένο αντίγραφο του γονιδίου. Αυτοί οι παράγοντες κινδύνου περιλαμβάνουν τη χρήση από του στόματος αντισυλληπτικών, την κληρονομικότητα μιας άλλης γενετικής μετάλλαξης γνωστής ως μετάλλαξης παράγοντα V, την εγκυμοσύνη, το κάπνισμα τσιγάρων, την παχυσαρκία ή την παραμονή ακίνητων για μεγάλο χρονικό διάστημα.