Genler tüm canlıların hücrelerinde olan ve canlıların anne babalarından almış olduğu kalıtsal özellikleri taşıyan DNA parçacıklarıdır. Kısacası her canlı kromozomların üzerinde yer alan bu kalıtım birimlerinin içermiş olduğu bilgilere göre gelişip büyümektedir.
Gen mühendisliği ya da genetik mühendisliği adı verilmiş olan uygulamalı bilim dalı bir anlamda gen tamirciliğidir. Çünkü 1970’li yıllarda ortaya çıkmış olan bu yeni bilim dalının gayesi canlının genetik yapısındaki bozuklukları gidererek kalıtsal özelliklerini iyileştirmek ve bazı canlılara insanlara daha faydalı özellikler kazandırmaktır. Genlerin birbirinden ayrılmasını, değiştirilmesini ve bir canlıdan başka bir canlıya aktartılmasını sağlayan özel tekniklerin bulunması ile bu olanak doğmuş ve genetik mühendisliğinin çarpıcı uygulamaları birbirini takip etmiştir.
Gen adı verilen DNA parçacıkları öylesine küçüktür ki ancak en güçlü elektron mikroskopları ile görülebilir. Ama çok gelişmiş olan laboratuar araçları ve teknikleri ile çalışma yapan gen mühendisleri suyun ya da başka kimyasal maddelerin yüzeyinde incecik iplikçikler şeklinde yüzen milyonlarca DNA molekülü arasından istedikleri geni ayırabilmektedirler. Yapılan bu araştırmalarda en çok uygulanan temel yöntem kısaca şu şekilde açıklanabilir. İlk olarak genin bulunduğu hücre parçalanarak içindeki DNA molekülü ayrılır. Daha sonra uzun bir ip merdiveni andıran bu DNA molekülünü çok belirgin yerlerden tanıyıp istenen uzunlukta parçalara bölebilen özel enzimler yardımı ile DNA molekülünden koparılır.
İstenen gen laboratuardaki besi yerlerinde üretilmekte olan bakteri ya da virüs gibi mikropların hücresine eklenir. Bu yabancı genleri bakterilerde kromozomların dışında bulunan ama kalıtsal bilginin yeni döllere aktarılmasında rol oynayan plazmitlere eklemek en çok başvurulan yöntemdir. Daha sonra yeni genin eklenmiş olduğu virüs ya da plazmitler bir bakteri hücresine sokulur. Böylece bakteri hücresi bölünerek çoğaldığı zaman virüsten ya da plazmitten almış olduğu yabancı DNA parçasını yani genetik mühendisinin istediği geni yeni soylara da aktaracağından o genin sonsuz sayıda kopyası elde edilmiş olacaktır.
Gen ekleme veya DNA molekülünün yeniden birleştirilmesi adı verilen bu yöntem ile çok önemli sonuçlara ulaşılmıştır. Örneğin kopyası çıkarılacak gen, şeker hastaları için son derece gerekli olan ensülin hormonu gibi, çok değerli bir maddenin yapımını sağlayacak bilgileri taşıyabilir. Bu genin eklendiği bakteri kendi genlerinin denetimi altında kendisi için gerekli kimyasal maddeleri üretirken yeni genin taşıdığı bilgiyi değerlendirerek ensülin hormonu da üretmektedir. Böylece milyonlarca bakteri hücresinden çok bol miktarda ensülin elde edilip arıtılarak şeker hastalığının tedavisinde kullanılabilir. Bu yöntem bulunmadan önce ensülin hormonu sadece sığırların ve domuzları pankreasından salgılanan ensülin ile tam aynı yapıda değildir. Oysa gen ekleme yöntemi ile üretilen bakteri soyları doğrudan insan ensülinini yapabilmektedir.
Genetik mühendisliği eskiden çok nadir bulunan, bu sebep ile çok pahalı olan bazı maddelerin bol miktarda ve çok daha ucuza elde edilmesini sağlamıştır. Örneğin bazı kanserlerin ilerlemesini engelleyebilen interferon ile cüceliğin tedavisinde kullanılan büyüme hormonu bu teknikler ile bol miktarda üretilebilmektedir.
Genetik yapısı değiştirilmiş olan bakteriler başka yönlerden de insana ve doğaya yardımcı olabilir. Genetik mühendisleri sadece bakterilere değil hayvan ve bitkilere de yeni özellikler kazandırabilirler. Tarım bitkilerinin hücrelerine gerekli genleri ekleyerek hastalıklara karşı dirençli bitkiler üretilebilir.