Stosowanie technik inżynierii genetycznej umożliwia precyzyjną ingerencję w DNA komórki

Połowa lat 70. XX wieku to rewolucyjne zmiany w biotechnologii. Wprowadzono do badań techniki sztucznego rekombinowania i klonowania DNA, dzisiaj powszechnie stosowanego we współczesnej inżynierii genetycznej. Sztuczne rekombinowanie DNA to świadoma ingerencja człowieka w genomy, polegająca na cięciu i sklejaniu (łączeniu) ze sobą cząsteczek różnego pochodzenia lub wymianie jednych fragmentów DNA na inne.
Terminem "klonowanie" określa się tworzenie wielu identycznych kopii oryginału, którym może być cząsteczka DNA (klonowanie DNA), gen (klonowanie genów, komórka, zarodek lub cały organizm wielokomórkowy.
Dzięki sztucznej rekombinacji i klonowaniu DNA możliwe stało się odkrycie wielu tajemnic genów (między innymi struktury i funkcji genów eukariotycznych podzielonych na eksony i introny, struktury onkogenów) oraz tajemnic białek, które są produktami genów. Stosując je w badaniach, poznano między innymi podstawowe mechanizmy dziedziczności, genetyczne podłoże ewolucji organizmów i prawidłowości rozwoju zarodkowego.
Oprócz poszerzenia wiedzy metody inżynierii genetycznej mają również swoje praktyczne zastosowanie. Dają bowiem możliwość tworzenia nowych , niewystępujących w przyrodzie kombinacji genów, które bez ingerencji człowieka prawdopodobnie nie mogłyby powstać.
Umiemy więc dzisiaj konstruować pożyteczne mikroorganizmy, tworzyć nowe odmiany roślin i zwierząt oraz zmuszać pewne ludzkie komórki do produkcji białek, którego brak powoduje chorobę. Jest to możliwe, gdyż techniki inżynierii genetycznej pozwalają na precyzyjne manipulowanie DNA (np. wyodrębnianie ściśle określonego genu), zmniejszają udział przypadku w manipulacjach genetycznych (np. we włączanie genu w genom biorcy) i są skuteczne zarówno w komórkach pro-, jak i eukariotycznych.
Mówiąc o rekombinacji i klonowaniu DNA jako o technikach, trzeba także podkreślić czym więc jest stosująca je inżynieria genetyczna. W ścisłym znaczeniu inżynieria genetyczna to manipulacje genetyczne polegające na wprowadzaniu do komórek biorcy dokładnie określonego fragmentu DNA w celu uzyskania trwałej, dziedzicznej zmiany jego właściciela. Aby lepiej zrozumieć, co kryje się pod tak specjalistyczne brzmiącą definicją, spróbujmy prześledzić przebieg pewnego doświadczenia. A więc: W leczeniu cukrzycy podaje się pacjentom insulinę, gdyż ich komórki trzustki nie produkują jej w wystarczającej ilości. Skąd jednak wziąć hormon, na który zapotrzebowanie rośnie wraz z liczba chorych? Początkowo medycyna wykorzystywała insulinę pochodzenia zwierzęcego, ale ponieważ nie jest ona identyczna z insulina ludzką (różni się od niej sekwencja kilku aminokwasów), u pacjentów występowały uczulenia na to konieczne im do życia białko. Ratunek przyniosła inżynieria genetyczna, dzięki której udało się wprowadzić ludzki gen kodujący insulinę do komórek bakterii, tak by podjęły one produkcję obcego białka. Wyprodukowana w ten sposób insulina trafiła następnie do aptek, a po jej kupieniu przyjmują ją w zastrzykach chorzy na cukrzycę.