زیست‌شناسی کوانتومی
دی اکسی ریبونوکلئیک اسید، دی ان ای، به عنوان دستورالعمل ساخت پروتئین در بدن است. از ۴ نوکلئوتید گوانین، تیمین، سیتوزین و آدنین تشکیل شده‌است. ترتیب این نوکلئوتیدها «دستور العمل» پروتئین‌های مختلف را می‌دهد. هر زمان که سلول تولید مثل می‌کند، باید این رشته‌های DNA را کپی کند. با این وجود، گاهی اوقات در طی مراحل کپی کردن رشته DNA یک جهش یا خطایی در کد DNA ایجاد می‌شود. یک تئوری برای استدلال جهش DNA در مدل جهش DNA Lowdin توضیح داده شده‌است. در این مدل، نوکلئوتید ممکن است شکل خود را از طریق فرایند تونل سازی کوانتومی تغییر دهد. به همین دلیل، نوکلئوتید تغییر یافته توانایی جفت شدن با جفت پایه اصلی خود و در نتیجه تغییر ساختار و ترتیب رشته DNA را از دست می‌دهد. قرار گرفتن در معرض چراغهای ماوراء بنفش و انواع دیگر اشعه می‌تواند باعث جهش و آسیب DNA شود. تشعشعات همچنین می‌توانند پیوندها را در امتداد رشته DNA در پیریمیدینها تغییر داده و باعث ایجاد پیوند آنها با خود و ایجاد یک دیمر شوند. در بسیاری از پروکاریوتها و گیاهان، این پیوندها توسط یک آنزیم ترمیم DNA به آنزیم اصلی ترمیم می‌شوند. همان‌طور که پیشوند آن نشان می‌دهد، برای ترمیم رشته، فتولیاز به نور متکی است. فتولیاز ضمن ترمیم DNA با کوفاکتور FADH، فلاوین آدنین دینوکلئوتید کار می‌کند. فتولیاز با نور مرئی هیجان زده می‌شود و یک الکترون را به کوفاکتور FADH- منتقل می‌کند. FADH- اکنون در اختیار داشتن یک الکترون اضافی، الکترون را به دیمر می‌دهد تا پیوند را بشکند و DNA را ترمیم کند. این انتقال الکترون از طریق تونل کردن الکترون از FADH به دیمر انجام می‌شود. اگرچه دامنه تونلینگ بسیار بزرگتر از حد ممکن در خلأ است، گفته می‌شود که تونلینگ در این سناریو «تونل سازی با واسطه فوق العاده» است، و به دلیل توانایی پروتئین در افزایش نرخ تونل زنی الکترون امکان‌پذیر است.
دی‌ان‌ای مکمل
به‌طورکلی در موجودات زنده حین بیان ژن، نخست طی فرآیند رونویسی RNAی پیامبر (mRNA) از روی ژن (که بخشی از DNA است) ساخته می‌شود و در مرحلهٔ بعد طی فرآیند ترجمه در ریبوزوم‌ها از روی RNA، پروتئین ساخته می‌شود. تفاوت حائز اهمّیتی که میان یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها در فرآیند بیان ژن ملاحظه می‌شود وجود توالی‌های اینترون و اگزون در رونوشت ژن‌های سلولهای یوکاریوتی است. توالی‌های اینترون توالی‌های غیر کدی (not coding sequences) می‌باشند که پیش از فرآیند ترجمه، طی مرحلهٔ بلوغ RNA حذف می‌گردند. چون سلولهای پروکاریوتی فاقد توالی‌های اینترون هستند نتیجتاً سامانهٔ حذف این توالی‌های غیر کدی نیز در آنها وجود ندارد و از آنجایی که این توالی‌ها برای دستگاه ترجمهٔ سلول پروکاریوتی فاقد معنی هستند، لذا در فرآیند تاگ سازی ژن‌های یوکاریوتی در سلول‌های پروکاریوتی می‌بایستی پیش از الحاق ژنی توالی‌های اینترون حذف گردند و در واقع از DNAای استفاده نمود که فاقد توالی‌های اینترون است. برای این منظور پیش از وارد نمودن (insert) ژنوم یوکاریوتی به سلول پروکاریوتی در جریان فرآیند تاگ سازی، ابتدا از روی mRNAی بالغ یوکاریوتی تحت فعّالیت آنزیم رونوشت بردار معکوس، DNA ی مکمل ساخته می‌شود و سپس از این cDNA که فاقد توالی‌های اینترون است جهت فرآیند الحاق ژنی استفاده می‌گردد. نکتهٔ حائز اهمّیت این است که لزوم بیان ژن یوکاریوتی در سلول پروکاریوتی وجود پروموتور مناسب این ژن در پلاسمید نوترکیب است.