DNA分子很小，其直徑只有20埃，約相當(dāng)于五百萬分之一厘米，在它們身上進(jìn)行“手術(shù)”是非常困難的，因此基因工程實(shí)際上是一種“超級顯微工程”，對DNA的切割、縫合與轉(zhuǎn)運(yùn)，必須有特殊的工具。
要把目的基因從供體DNA長鏈中準(zhǔn)確地剪切下來，可不是一件容易的事。1968年，沃納·阿爾伯博士、丹尼爾·內(nèi)森斯博士和漢密爾·史密斯博士第一次從大腸桿菌中提取出了限制性內(nèi)切酶，它能夠在DNA上尋找特定的“切點(diǎn)”，認(rèn)準(zhǔn)后將DNA分子的雙鏈交錯地切斷。人們把這種限制性內(nèi)切酶稱為“分子剪刀”。這種“分子剪刀”可以完整地切下個別基因。自70年代以來，人們已經(jīng)分離提取了400多種“分子剪刀”。有了形形色色的“分子剪刀”，人們就可以隨心所欲地進(jìn)行DNA分子長鏈的切割了。
DNA的分子鏈被切開后，還得縫接起來以完成基因的拼接。1976年，科學(xué)們在5個實(shí)驗(yàn)室里幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)并提取出一種酶，這種酶可以將兩個DNA片段連接起來，修復(fù)好DNA鏈的斷裂口。1974年以后，科學(xué)界正式肯定了這一發(fā)現(xiàn)，并把這種酶叫作DNA連接酶。從此，DNA連接酶就成了名符其實(shí)的“縫合”基因的“分子針線”。只要在用同一種“分子剪刀”剪切的兩種DNA碎片中加上“分子針線”，就會把兩種DNA片段重新連接起來。
把“拼接”好的DNA分子運(yùn)送到受體細(xì)胞中去，必須尋找一種分子小、能自由進(jìn)出細(xì)胞，而且在裝載了外來的DNA片段后仍能照樣復(fù)制的運(yùn)載體。理想的運(yùn)載體是質(zhì)粒，因?yàn)橘|(zhì)粒能自由進(jìn)出細(xì)菌細(xì)胞，應(yīng)當(dāng)用“分子剪刀”把它切開，再給它安裝上一段外來的DNA片段后，它依然如故地能自我復(fù)制。有了限制性內(nèi)切酶、連接酶及運(yùn)載體，進(jìn)行基因工程就可以如愿以償了。
運(yùn)載體將目的基因運(yùn)到受體細(xì)胞是基因工程的最后一步，目的基因的導(dǎo)入過程是肉眼看不到的。因此，要知道導(dǎo)入是否成功，事先應(yīng)找到特定的標(biāo)志。例如我們用一種經(jīng)過改造的抗四環(huán)素質(zhì)粒PSC100作載體，將一種基因移入自身無抗性的大腸桿菌時(shí)，如果基因移入后大腸桿菌不能被四環(huán)素殺死，就說明轉(zhuǎn)入獲得成功了。（來源：洪恩在線）