隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密被揭示一特別是當人們瞭解到遺傳密碼由信使RNA轉錄表達以後，生物學家不再僅僅滿足於探索揭示生命的奧秘，而是群情激昂，躍躍欲試，設想在分子的水平上去干預生命。這是一個令人著迷的構思：假如將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片段連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織，不就可以按照人類的願望，設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型嗎？這種做法史無前例，很像技術科學的工程設計，即依據人類的需要把這種生物的這個「基因」與那種生物的那個「基因」重新「組裝」成新的基因組合，創造出新的生命體。這種完全如人類所願、由重新組裝基因到新生命產生的生物科技被稱為「基因工程」。
第一個把上述大膽、神奇的設想變為現實的是美國人科恩。1973年，科恩將兩種不同的基因拼接在一個質粒中，從而拉開了基因工程時代的大幕。科恩本人也以DNA重組技術發明人的身份向美國專利局申報了世界上第一個基因工程的技術專利。1973年，身為美國斯坦福大學教授的科恩，從大腸桿菌裡取出了兩種不同的質粒，它們各自具有一個抗藥的基因，分別對抗不同的藥物。科恩把兩種質粒上不同的抗藥基因「裁剪」下來，再把這兩種基因「拼接」在同一個質粒中。當這種雜合質粒進入大腸桿菌體後，這些大腸桿菌就能抵抗兩種藥物，而且這種大腸桿菌的後代都具備雙重抗菌性。
1974年，科恩又把具有抗青黴素基因的金黃色葡萄球菌的質粒和大腸桿菌的質粒「組裝」成雜合質粒放入大腸體內。結果這種大腸桿菌也獲得了對青黴素的抗藥性。這表明，外來基因在大腸桿菌體內同樣可以發生作用。當年，科恩又將非洲爪贈的DNA與大腸桿菌的質粒「拼接」成功，大腸桿菌體內產生了非洲爪贈的核糖體核糖核酸。科恩實驗的成功向全世界宣告了一個生物工程發展的光輝前景：基因工程完全可以不受生物種類的限制而按照人類的意願去拼接基因，組裝生命。此後，基因工程成為一門頗受世界各國青睞的前沿科學。在短短的幾年內，世界上許多國家的上百個實驗室相繼開展了基因工程的研究。基因工程一般分為4個步驟：一是取得符合人們要求的DNA片段，這種DNA片段被稱為「目的基因」；H是將目的基因與質粒或病毒DNA連接成重組DNA；三是把重組DNA引人某種細胞；四是把目的基因能表達的受體細胞挑選出來。
在以上4個步驟中，第一步至關重要。DNA分子很小，其直徑只有五百萬分之一厘米，在它們身上動手術是非常困難的，必須要有特殊的工具。這種工具就是一種被稱為內切□的「分子剪刀」。1968年，科學家第∼次從大腸桿菌中提取出了限制性內切□。這種限制性內切□能夠在DNA上尋找特定的切點，認準後將DNA分子的雙鏈交錯地切斷。自力年代以來，人們已經分離提取了400多種「分子剪刀」，許多「分子剪刀」的特定識別切點已被弄清。用「分子剪刀」把DNA的分子鏈切開後，還得縫接起來以完成基因的拼接。擔當此任的是一種叫作「DNA連接□」的「分子針線」。1967年，科學家們發現並提取出一種□，這種□可以將兩個DNA階段連接起來，修復好DNA鏈的斷裂。要把拼接好之後的DNA分子運送到受體細胞中去必須尋找一種分子小。能自由進出的細胞，而且在裝載了外來的DNA片段後仍能照樣複製的運載體。科學家發現，基因比較理想的運載工具是病毒、噬菌體和質粒。有了限制性內切□、連接□及運載體，基因工程就可以開始了。當然，如果有一種叫作「基因槍」的工具就更加方便了。科學家發明基因槍的目的就是為了將外源基因導人受體細胞。基因槍的結構和槍相似，也是用火藥來推動的一種機器裝置。基因槍推動一個包著遺傳物質鎢粒子的塑料彈丸，槍的固定封閉式彈膛裡有一特殊金屬板，板上有一微孔。這樣，金屬板就能阻止彈丸的塑料部分進入，但帶有外源基因的微粒卻可以通過微孔，進入緊貼金屬板的植物組織或細胞之中。基因槍最大的好處是將外源基因直接導人完整的細胞而不必除去細胞壁。
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