Możliwość precyzyjnej modyfikacji fragmentu DNA w genomie roślinnym, na drodze mutagenezy miejscowo-specyficznej, stanowi istotne osiągnięcie dla prac podstawowych z zakresu biologii roślin jak też dla biotechnologii roślin uprawnych. Precyzyjne zmiany w genomie są możliwe dzięki opracowaniu przełomowej metody mutagenezy ukierunkowanej, polegającej na wykorzystaniu nukleaz miejscowo-specyficznych – nowych narzędzi biologii syntetycznej. Zaprojektowane domeny wiążące DNA pochodzące z czynników transkrypcyjnych z motywem palca cynkowego czy bakteryjnych czynników aktywujących transkrypcję TAL, w połączeniu z domeną nukleolityczną enzymów restrykcyjnych klasy II, odpowiadają za rozpoznawanie oraz wprowadzanie pożądanych zmian w wybranym locus. Precyzyjne wprowadzenie zmiany w sekwencji DNA, zachodzi w miejscu podwójnego pęknięcia nici DNA, co w konsekwencji wyzwala mechanizmy naprawcze, które obejmują zarówno niehomologiczne łączenie końców jak i rekombinację homologiczną. Wśród nukleaz miejscowo-specyficznych wyróżnić można: meganukleazy, nukleazy z motywem palca cynkowego, aktywujące transkrypcję nukleazy TALE oraz bakteryjny system CRISPR/Cas9. Zastosowanie wymienionych technik może pozwolić na uniknięcie problemów natury prawnej, związanych z wykorzystaniem organizmów genetycznie zmodyfikowanych na drodze transgenezy. W artykule porównano powszechnie stosowane nukleazy miejscowo-specyficzne, a także przeprowadzono ocenę omawianych technik mutagenezy co do możliwości otrzymywania roślin nietransgenicznych o cechach pożądanych w nowoczesnej hodowli roślin.