Inżynieria genetyczna jest nową dziedziną nauki bazującą na genetyce i biologii molekularnej. Zajmuje się ona wykorzystaniem praktycznym genetyki np. w celu wynalezienia szczepionek genetycznych, nowych środków ochrony roślin czy tworzeniu genetycznie modyfikowanych roślin i zwierząt. Jest to dziedzina bardzo dynamicznie rozwijająca się, będąca najprawdopodobniej w przyszłości podstawową dziedziną badawczą, ponieważ daje praktycznie nieograniczone możliwości manipulowania dowolnym aspektem elementów ożywionych i nieożywionych. Inżynieria genetyczna jest nowym obliczem biologii, bazującym na poziomie molekularnym. Daje możliwość nie tylko tworzenia nowych struktur, kombinacji, genów czy całych organizmów, ale umożliwia także poznanie fizjologii i mechanizmów funkcjonujących w zdrowych organizmach oraz w stanach chorobowych, przez co umożliwia opracowanie skutecznych środków zwalczania chorób. Inżynieria genetycznie niesie olbrzymi potencjał rozwoju, ale musi się to odbywać równolegle z uświadamianiem całej ludzkości na temat bezpieczeństwa stosowanych przez nią metod. Nie można bowiem dopuścić do tego, co się dzieje obecnie, że naukowcy produkują bezpieczne i sprawdzone rośliny modyfikowane genetycznie, mających wiele przewag nad tradycyjnymi roślinami, ale ludzie boją się je uprawiać i stosują zakazy prawne do tego. Strach przez GMO (organizmy modyfikowane genetycznie) wynika jedynie z nieznajomości tematu i funkcjonowania mitów niemających nic wspólnego z nauką. Oczywiście, jak każda inna rzecz, także i inżynieria genetyczna ma swoje wady i zalety, konieczne jest jednak ich rzetelne poznanie i przedstawienie opinii publicznej, a nie straszenie mitami i wyolbrzymianie niewiadomo skąd zaczerpniętych informacji.

Rozwój inżynierii genetycznej stał się możliwy dzięki silnego rozwojowi genetyki i biologii molekularnej w ciągu ostatnich kilkunastu lat. Genetyka zaczęła się powstawać i rozwijać się dopiero w połowie lat siedemdziesiątych XX wieku. Wiązało się to z odkryciem struktury DNA i rozwinięciem metod mikroskopii elektronowej.

Początkowo, jak przy każdej nowej nauce badawczej, także przy genetyce istniało wiele obaw co do skutków jej rozwoju i zastosowania. Szczególnie bojaźliwa była i jest wizja wykorzystania dorobku nauki do stworzenia nowej broni masowego rażenia czy substancji niszczących środowisko naturalne. W tym celu zostało opracowane wiele restrykcyjnych przepisów prawnych, wprowadzono ścisłe procedury pracy w zakresie inżynierii genetycznej. Jeśli więc doświadczenie wymaga zastosowania ryzykownej procedury czy nowatorskich doświadczeń, konieczne jest ich przeprowadzanie w idealnie szczelnych laboratoriach, które w razie wypadku uniemożliwią wydostanie się otrzymanego produktu do środowiska. Wszystkie te restrykcyjne procedury i mechanizmy mają na celu uczynienie biologii molekularnej i inżynierii genetycznej bezpiecznymi. Jeśli rzeczywiście będą stosowane wszystkie procedury i przepisy, będzie możliwe zbudowanie zaufania do tej nowej nauki wśród społeczeństwa.

Manipulowanie na poziomie molekularnym jest możliwe dzięki zastosowaniu różnorodnych enzymów. Przecinają one określone cząsteczki w konkretnym miejscu i w określony sposób. Manipulując więc enzymami możemy w dowolny sposób manipulować też wyjściową cząsteczką.

Jeśli pracujemy na DNA, to pierwszym etapem najczęściej jest wyizolowanie z organizmu kwasu i jego oczyszczenie. Dopiero wówczas można rozpocząć pracę na DNA. Możemy wyszukiwać określone geny, sekwencje regulatorowe. Możliwe jest np. zmienianie sekwencji regulatorowych i badanie w jaki sposób dana zmiana wpłynie na ekspresję danego genu. Takie badania prowadzi się na bakteriach, rzadziej na zwierzętach (chociaż jest to stosowane). Konieczność pracy na zwierzętach wynika stąd, że nie wszystkie geny będą ulegać ekspresji w bakteriach, szczególnie, jeśli badamy wpływ danego genu na cały organizm.

W inżynierii genetycznej szeroko stosuje się wektory, których zadaniem jest przeniesienie zmodyfikowanego przez nas DNA do komórki. Najczęściej wykorzystuje się wektory wirusowe albo plazmidy bakteryjne. Innymi metodami wprowadzenie DNA do komórki jest jej bezpośrednie wstrzyknięcie za pomocą kuleczek ze złota albo wolframu. Można także wykorzystywać naturalną zdolność do pobierania DNA ze środowiska przez niektóre komórki.

Najczęściej naukowców interesuje jakaś określona sekwencja DNA. Aby było możliwe jej zlokalizowanie w genomie organizmu, tworzy się tzw. biblioteki DNA. Jest to zbiór wektorów niosących fragmenty DNA, zawierających z określonym prawdopodobieństwem każdy fragment DNA komórki.

Wyróżnia się dwa rodzaje bibliotek - biblioteki genomowe DNA i biblioteki cDNA. Biblioteki genomowe otrzymywane są poprzez wyizolowanie i oczyszczenie całego genomowego DNA, a następnie pocięcie go i zapakowanie do wektorów. Taka biblioteka reprezentuje cały genom, a więc zawiera zarówno sekwencje kodujące, jak i sekwencje niekodujące. Taka biblioteka jest korzystna w przypadku badania sekwencji regulatorowych określonego genu.

Drugim rodzajem biblioteki DNA jest biblioteka cDNA. Jest ona utworzona poprzez wyizolowanie całego mRNA z komórki, a następnie za pomocą odwrotnej transkryptazy przepisanie do na cDNA. Takie DNA zawiera jedynie sekwencje ulegające w danej komórce w danych warunkach ekspresji. Jest to więc sekwencja już po wycięciu intronów w procesie splicingu.

Inżynieria genetyczna znajduje szerokie zastosowanie w wieli dziedzinach nauki, zarówno teoretycznych jak i praktycznych. Wykorzystywana jest szeroko w medycynie, rolnictwie, kryminalistyce i sądownictwie, archeologii, ewolucjonizmie. Podejmuje się także próby mające na celu zmodyfikowanie np. roślin w taki sposób, aby były większe (zlikwidowanie głodu na świecie), zawierały więcej witamin i substancji odżywczych i np. niosły ze sobą szczepionki przeciwko określonym chorobom (obniżenie kosztów szczepień). Współcześnie próbuje się zastosować metody klonowania do ocalenia gatunków zagrożonych wyginięciem.

Oczywiście jak każdy aspekt życia, także inżynieria genetyczna ma swoje wady. Przede wszystkim możliwe jest przemieszczanie się wprowadzonej zmiany poza kontrolowany obszar (np. uprawy). Czasami wprowadzone mutacje mogą być niestabilne, dlatego konieczne jest sprawdzanie ich w różnorodnych warunkach i wielu pokoleniach. Konieczne jest badanie interakcji z wieloma czynnikami, aby zapobiec powstaniu niepożądanych skutków ubocznych. Konieczne jest także zbadanie wpływu np. zmodyfikowanej żywności na ludzi, w szczególności alergików i ludzi z różnymi zespołami chorobowymi. Dodatkowo istnieje niebezpieczeństwo, że jeśli uprawa wyrwie się spod kontroli, może rozprzestrzenić się na większy obszar wypychając z niego naturalną roślinność. Spowoduje to zaburzenie równowagi zarówno flory, jak i fauny. Aby zapobiec wszystkim tym negatywnym konsekwencjom konieczne jest przeprowadzenie olbrzymiej ilości badań i testów, co oczywiście pociąga za sobą gigantyczne koszty.

Już obecnie panuje jednak opinia, że możliwe jest zastosowanie takich technik, aby ograniczyć do minimum ryzyko związane z negatywnym oddziaływaniem na szeroko pojęte środowisko. Jeśli zadba się o ten aspekt, wówczas zalety zdecydowanie przewyższą wady i możliwy będzie zrównoważony rozwój inżynierii genetycznej w służbie człowiekowi. Inżynieria genetyczna daje przede wszystkim odpowiedź na pytania dotyczące np. mechanizmów rządzących w czasie chorób, stwarza więc możliwość wynalezienia specyficznych i skutecznych leków i szczepionek. Coraz częściej rozważa się też możliwość przeprowadzania terapii genowej. Niewątpliwie transgeniczne rośliny i zwierzęta charakteryzują się większa wydajnością i produktywnością. Możliwe jest albo będzie w przyszłości odtworzenie wymarłych gatunków i stworzenie np. specjalnych rezerwatów.