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基因编辑是现代生物技术的重要突破，它允许科学家精确地修改生物体的DNA序列。这项技术的核心原理是利用特定的分子工具，在基因组的目标位置制造双链断裂，然后依靠细胞自身的修复机制来实现基因的增删改。
CRISPR-Cas9是目前最广泛使用的基因编辑系统。它由两个主要组件构成：导向RNA负责识别和结合目标DNA序列，Cas9酶则像分子剪刀一样在特定位置切割DNA双链。这个系统的优势在于设计简单、精确度高，只需要改变导向RNA的序列就能编辑不同的基因位点。
当DNA双链被切断后，细胞会自动启动修复机制。主要有两种修复途径：非同源末端连接直接将断裂的末端重新连接，这个过程往往会在连接处引入小的插入或删除，从而破坏基因功能实现基因敲除。而同源定向修复则需要提供一个模板DNA，细胞利用这个模板进行精确修复，可以实现基因的精确替换或插入。