基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術和DNA重組技術。所謂基因工程是在分子水平上對基因進行操作的複雜技術，是將外源基因通過體外重組後導入受體細胞內，使這個基因能在受體細胞內複製、轉錄、翻譯表達的操作。

       基因工程是生物工程的一個重要分支，它和細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。所謂基因工程（genetic engineering）是在分子水平上對基因進行操作的複雜技術。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割後，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然後與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源物質在其中「安家落戶」，進行正常的複製和表達，從而獲得新物種的一種嶄新技術。它克服了遠緣雜交的不親和障礙。

       1974年，波蘭遺傳學家斯吉巴爾斯基稱基因重組技術為合成生物學概念，1978年，諾貝爾生醫獎頒給發現DNA限制酶的納森斯、亞伯與史密斯時，斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道：限制酶將帶領我們進入合成生物學的新時代。2000年，國際上重新提出合成生物學概念，並定義為基於系統生物學原理的基因工程。

重組DNA技術的基本定義

       重組DNA技術是指將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進行拼接重組，然後轉入另一種生物體（受體）內，使之按照人們的意願穩定遺傳並表達出新產物或新性狀的DNA體外操作程序，也稱為分子克隆技術。因此，供體、受體、載體是重組DNA技術的三大基本元件。

基因工程的基本定義

狹義上僅指基因工程。

       是指將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進行拼接重組，然後轉入另一種生物體（受體）內，使之按照人們的意願穩定遺傳，表達出新產物或新性狀。

       重組DNA分子需在受體細胞中複製擴增，故還可將基因工程表徵為分子克隆（Molecular Cloning）或基因克隆（Gene Cloning）。

       廣義上包括傳統遺傳操作中的雜交技術、現代遺傳操作中的基因工程和細胞工程。

       是指DNA重組技術的產業化設計與應用，包括上游技術和下游技術兩大組成部分。

       上游技術：基因重組、克隆和表達的設計與構建（即DNA重組技術）；

       下游技術：基因工程菌（細胞）的大規模培養、外源基因表達產物的分離純化過程。

       廣義的基因工程概念更傾向於工程學的範疇。

       廣義的基因工程是一個高度的統一體：

       上游重組DNA的設計必須以簡化下游操作工藝和裝備為指導思想；

       下游過程則是上游重組藍圖的體現與保證。基因工程產業化的基本原則。

       基因工程是指重組DNA技術的產業化設計與應用，包括上游技術和下游技術兩大組成部分。上游技術指的是基因重組、克隆和表達的設計與構建（即重組DNA技術）；而下游技術則涉及到基因工程菌或細胞或基因工程生物體的大規模培養以及基因產物的分離純化過程。

       基因工程是利用重組技術，在體外通過人工「剪切」和「拼接」等方法，對各種生物的核酸（基因）進行改造和重新組合，然後導入微生物或真核細胞內，使重組基因在細胞內表達，產生出人類需要的基因產物，或者改造、創造新特性的生物類型。

       從實質上講，基因工程的定義強調了外源DNA分子的新組合被引入到一種新的寄主生物中進行繁殖。這種DNA分子的新組合是按工程學的方法進行設計和操作的，這就賦予基因工程跨越天然物種屏障的能力，克服了固有的生物種（species）間限制，擴大和帶來了定向改造生物的可能性，這是基因工程的最大特點。

       基因工程包括把來自不同生物的基因同有自主複製能力的載體DNA在體外人工連接，構成新的重組的DNA，然後送到受體生物中去表達，從而產生遺傳物質的轉移和重新組合。

       基因工程要素：包括外源DNA，載體分子，工具酶和受體細胞等。

       一個完整的、用於生產目的的基因工程技術程序包括的基本內容有：（1）外源目標基因的分離、克隆以及目標基因的結構與功能研究。這一部分的工作是整個基因工程的基礎，因此又稱為基因工程的上游部分。（2）適合轉移、表達載體的構建或目標基因的表達調控結構重組。（3）外源基因的導入。（4）外源基因在宿主基因組上的整合、表達及檢測與轉基因生物的篩選。（5）外源基因表達產物的生理功能的核實。（6）轉基因新品系的選育和建立，以及轉基因新品系的效益分析。（7）生態與進化安全保障機制的建立。（8）消費安全評價。

　

　

       學界預言，21世紀是一個基因工程世紀。基因工程是在分子水平對生物遺傳作人為干預，要認識它，我們先從生物工程談起：生物工程又稱生物技術，是一門應用現代生命科學原理和信息及化工等技術，利用活細胞或其產生的酶來對廉價原材料進行不同程度的加工，提供大量有用產品的綜合性工程技術。

生物工程的基礎是現代生命科學、技術科學和信息科學。生物工程的主要產品是為社會提供大量優質發酵產品，例如生化藥物、化工原料、能源、生物防治劑以及食品和飲料，還可以為人類提供治理環境、提取金屬、臨床診斷、基因治療和改良農作物品種等社會服務。

       生物工程主要有基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程等5個部分。其中基因工程就是人們對生物基因進行改造，利用生物生產人們想要的特殊產品。

       美國的吉爾伯特是鹼基排列分析法的創始人，他率先支持人類基因組工程        如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，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？這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同，它很像技術科學的工程設計，即按照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「施工」，「組裝」成新的基因組合，創造出新的生物。這種完全按照人的意願，由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術，就被稱為「基因工程」，或者稱之為「遺傳工程」。　人類基因組研究是一項生命科學的基礎性研究。有科學家把基因組圖譜看成是指路圖，或化學中的元素週期表；也有科學家把基因組圖譜比作字典，但不論是從哪個角度去闡釋，破解人類自身基因密碼，以促進人類健康、預防疾病、延長壽命，其應用前景都是極其美好的。人類10萬個基因的信息以及相應的染色體位置被破譯後，破譯人類和動植物的基因密碼，為攻克疾病和提高農作物產量開拓了廣闊的前景。將成為醫學和生物製藥產業知識和技術創新的源泉。美國的貝克維茲正在觀察器皿中的菌落，他曾對人類基因組工程提出警告。

       科學研究證明，一些困擾人類健康的主要疾病，例如心腦血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都與基因有關。依據已經破譯的基因序列和功能，找出這些基因並針對相應的病變區位進行藥物篩選，甚至基於已有的基因知識來設計新藥，就能「有的放矢」地修補或替換這些病變的基因，從而根治頑症。基因藥物將成為21世紀醫藥中的耀眼明星。基因研究不僅能夠為篩選和研製新藥提供基礎數據，也為利用基因進行檢測、預防和治療疾病提供了可能。比如，有同樣生活習慣和生活環境的人，由於具有不同基因序列，對同一種病的易感性就大不一樣。明顯的例子有，同為吸煙人群，有人就易患肺癌，有人則不然。醫生會根據各人不同的基因序列給予因人而異的指導，使其養成科學合理的生活習慣，最大可能地預防疾病。

　

　

信息技術的發展改變了人類的生活方式，而基因工程的突破將幫助人類延年益壽。一些國家人口的平均壽命已突破80歲，中國也突破了70歲。有科學家預言，隨著癌症、心腦血管疾病等頑症的有效攻克，在2020至2030年間，可能出現人口平均壽命突破100歲的國家。到2050年，人類的平均壽命將達到90至95歲。

人類將挑戰生命科學的極限。1953年2月的一天，英國科學家弗朗西斯·克裡克宣佈：我們已經發現了生命的秘密。他發現DNA是一種存在於細胞核中的雙螺旋分子，決定了生物的遺傳。有趣的是，這位科學家是在劍橋的一家酒吧宣佈了這一重大科學發現的。破譯人類和動植物的基因密碼，為攻克疾病和提高農作物產量開拓了廣闊的前景。1987年，美國科學家提出了「人類基因組計劃」，目標是確定人類的全部遺傳信息，確定人的基因在23對染色體上的具體位置，查清每個基因核甘酸的順序，建立人類基因庫。1999年，人的第22對染色體的基因密碼被破譯，「人類基因組計劃」邁出了成功的一步。可以預見，在今後的四分之一世紀裡，科學家們就可能揭示人類大約5000種基因遺傳病的致病基因，從而為癌症、糖尿病、心臟病、血友病等致命疾病找到基因療法。

繼 2000年6月26日科學家公佈人類基因組"工作框架圖"之後，中、美、日、德、法、英等6國科學家和美國塞萊拉公司2001年2月12日聯合公佈人類基因組圖譜及初步分析結果。這次公佈的人類基因組圖譜是在原"工作框架圖"的基礎上，經過整理、分類和排列後得到的，它更加準確、清晰、完整。人類基因組蘊涵有人類生、老、病、死的絕大多數遺傳信息，破譯它將為疾病的診斷、新藥物的研製和新療法的探索帶來一場革命。人類基因組圖譜及初步分析結果的公佈將對生命科學和生物技術的發展起到重要的推動作用。隨著人類基因組研究工作的進一步深入，生命科學和生物技術將隨著新的世紀進入新的紀元。

基因工程在20世紀取得了很大的進展，這至少有兩個有力的證明。一是轉基因動植物，一是克隆技術。轉基因動植物由於植入了新的基因，使得動植物具有了原先沒有的全新的性狀，這引起了一場農業革命。如今，轉基因技術已經開始廣泛應用，如抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫「多利」母綿羊是第一隻通過無性繁殖產生的哺乳動物，它完全秉承了給予它細胞核的那隻母羊的遺傳基因。「克隆」一時間成為人們注目的焦點。儘管有著倫理和社會方面的憂慮，但生物技術的巨大進步使人類對未來的想像有了更廣闊的空間。