基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。這種技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪接”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類(lèi)所需要的基因產(chǎn)物。

基因工程的第一步是獲得符合人類(lèi)意愿的基因“目的基因”，常用的工具酶是限制性?xún)?nèi)切酶，限制性?xún)?nèi)切酶的種類(lèi)很多，但一種限制性?xún)?nèi)切只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且在特定切點(diǎn)上切割DNA分子，如從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別GATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。直接分離基因的最常用的方法是“鳥(niǎo)槍法”即用限制性?xún)?nèi)切酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過(guò)運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞所提供的DNA（外源DNA）的所有片段分別在各個(gè)細(xì)胞中大量復(fù)制，從中找出含有基因的細(xì)胞，再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來(lái)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是工作量大，具有一定的盲目性。在獲取真核細(xì)胞中的DNA時(shí)，“鳥(niǎo)槍法”就不太適用了，原因是真核細(xì)胞的基因含有不表達(dá)的DNA片段，不能直接用于基因的擴(kuò)增和表達(dá)，所以在獲取真核細(xì)胞中的基因時(shí)，常用的方法是人工合成基因的方法。人工合成基因的方法主要有兩條途徑：一是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的mRNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因；二是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的 mRNA序列，然后按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過(guò)化學(xué)的方法，以單核苷酸為原料合成目的基因，如人的血紅蛋白基因胰島素基因等就是通過(guò)這種方法獲得的。

    基因工程的第二步是把目的基因接到某種運(yùn)載體上，常用的運(yùn)載體是能夠和細(xì)菌共生的質(zhì)粒等，具體做法是：先用限制性?xún)?nèi)切酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末。將切下的目的基因的片段插入到質(zhì)粒的切口處，現(xiàn)再加人適量的DNA連接酶，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就會(huì)因堿基配對(duì)而結(jié)合，形成一個(gè)重組DNA分子。如人的胰島素基因質(zhì)粒的結(jié)合就是通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)的。

基因工程的第三步是通過(guò)運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)，并使它得到表達(dá)。在基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、動(dòng)植物細(xì)胞等。目的基因?qū)�入受體細(xì)胞后，就可以隨著受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制。

基因工程的第四步是目的基因的檢測(cè)和表達(dá)。在基因工程的前三步完成后，在全部受體細(xì)胞中，真正能夠攝入重組DNA分子的受體細(xì)胞是很少的。因此，必須通過(guò)一定的手段對(duì)細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的方法有很多種，如大腸桿菌的某種質(zhì)粒具有青霉素抗性基因，當(dāng)這種質(zhì)粒與外源DNA組合在一起形成重組質(zhì)粒，并被轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后，就可以根據(jù)受體是否具有青霉素抗來(lái)判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因。