結構生物化學/DNA定向改變
透過DNA的定向改變可以創造出具有新功能的蛋白質。在經典的遺傳學方法中，突變是在整個基因組中隨機產生的。突變體的分析揭示了哪些基因發生了改變，DNA測序則確定了確切的改變。現在，利用重組DNA技術，可以在體外進行特定的突變。新的基因可以透過對序列進行三種改變來構建：缺失、插入和替換。
當一個或多個鹼基對從DNA序列中切割出來時，就會發生缺失。可以使用限制性內切酶在兩個位點切割質粒來產生特定的缺失，從而去除一段較大的DNA片段。可以透過在一個位點切割質粒來進行較小的缺失，然後線性DNA可以被從兩條鏈上去除核苷酸的外切核酸酶消化。T
缺失是指從DNA序列中去除一個鹼基對。這會導致DNA鏈變短。
單個氨基酸替換可以透過寡核苷酸定向誘變產生。如果（1）獲得了含有蛋白質基因或cDNA的質粒，並且（2）已知要改變的位點周圍的鹼基序列，則可以進行這種突變。如果要將絲氨酸改為半胱氨酸，則需要將密碼子TCT改為TGT，這是一個點突變。這種突變的關鍵是製備一個與該區域互補的寡核苷酸引物，但它包含TGT而不是TCT。15個鹼基對中只有一個鹼基對的錯配不會造成很大的差異。用突變的引物複製這些DNA鏈會導致兩種質粒，一種具有原始序列，另一種具有突變序列。
替換是指用另一個鹼基對替換一個鹼基對。DNA替換主要有三種影響
1. 替換的鹼基可能編碼終止密碼子。這將阻止DNA產生其餘的氨基酸，並可能導致非功能性蛋白質，這可能對生物系統有害或損害DNA。
2. 新替換的鹼基可能編碼不同的氨基酸，這將使DNA產生與預期不同的氨基酸。
3. 沉默突變 - 這是指改變後的鹼基仍然編碼相同的氨基酸。這些突變很少對DNA或生物系統有害。
可以使用盒式誘變進行DNA序列的插入。在這種技術中，質粒DNA用一對限制性內切酶切割以去除一小段片段，該片段可以用合成的雙鏈寡核苷酸替換。
插入是由於在DNA序列中添加了額外的鹼基而產生的。
這是由插入和缺失引起的。缺失將使DNA序列變短，而插入將延長DNA序列的長度。密碼子以3個鹼基一組進行編碼。鹼基的缺失或插入將使整個序列發生偏移，並且DNA可能潛在地編碼一整套新的氨基酸。