结构生物化学/DNA定向改变
通过DNA的定向改变可以创造出具有新功能的蛋白质。在经典的遗传学方法中，突变是在整个基因组中随机产生的。突变体的分析揭示了哪些基因发生了改变，DNA测序则确定了确切的改变。现在，利用重组DNA技术，可以在体外进行特定的突变。新的基因可以通过对序列进行三种改变来构建：缺失、插入和替换。
当一个或多个碱基对从DNA序列中切割出来时，就会发生缺失。可以使用限制性内切酶在两个位点切割质粒来产生特定的缺失，从而去除一段较大的DNA片段。可以通过在一个位点切割质粒来进行较小的缺失，然后线性DNA可以被从两条链上去除核苷酸的外切核酸酶消化。T
缺失是指从DNA序列中去除一个碱基对。这会导致DNA链变短。
单个氨基酸替换可以通过寡核苷酸定向诱变产生。如果（1）获得了含有蛋白质基因或cDNA的质粒，并且（2）已知要改变的位点周围的碱基序列，则可以进行这种突变。如果要将丝氨酸改为半胱氨酸，则需要将密码子TCT改为TGT，这是一个点突变。这种突变的关键是制备一个与该区域互补的寡核苷酸引物，但它包含TGT而不是TCT。15个碱基对中只有一个碱基对的错配不会造成很大的差异。用突变的引物复制这些DNA链会导致两种质粒，一种具有原始序列，另一种具有突变序列。
替换是指用另一个碱基对替换一个碱基对。DNA替换主要有三种影响
1. 替换的碱基可能编码终止密码子。这将阻止DNA产生其余的氨基酸，并可能导致非功能性蛋白质，这可能对生物系统有害或损害DNA。
2. 新替换的碱基可能编码不同的氨基酸，这将使DNA产生与预期不同的氨基酸。
3. 沉默突变 - 这是指改变后的碱基仍然编码相同的氨基酸。这些突变很少对DNA或生物系统有害。
可以使用盒式诱变进行DNA序列的插入。在这种技术中，质粒DNA用一对限制性内切酶切割以去除一小段片段，该片段可以用合成的双链寡核苷酸替换。
插入是由于在DNA序列中添加了额外的碱基而产生的。
这是由插入和缺失引起的。缺失将使DNA序列变短，而插入将延长DNA序列的长度。密码子以3个碱基一组进行编码。碱基的缺失或插入将使整个序列发生偏移，并且DNA可能潜在地编码一整套新的氨基酸。