基因工程是将不同生物的基因，在体外与载体DNA连接，然后导入微生物或细胞内扩增表达。一个完整的基因工程应包括：目的基因的获取；基因载体的选择与构建；目的基因与载体的连接；重组体的转化；DNA重组体的筛选与鉴定。
1.目的基因的获取 目的基因是指所要研究或应用的基因，也就是需要克隆或表达的基因。进行DNA克隆时，所构建的嵌合DNA分子是由载体DNA与某一来源的cDNA或基因组DNA连接而成。cDNA或基因DNA即含有我们感兴趣的基因或DNA序列——目的基因，又称外源DNA。目前获取目的基因大致有如下几种来源：从基因组中直接分离；利用反转录酶合成cDNA片段；人工合成基因；聚合酶链式反应扩增基因等。
2.基因载体的选择与构建 外源DNA片段离开染色体是不能复制的。必须依靠基因载体（如质粒等）在宿主细胞中复制。基因工程中载体的选择和改建是极强技术性的专门工作，目的不同，操作基因的性质不同，载体的选择和改建方法也不同。
3.基因与载体的连接 通过不同途径获取目的基因，选择和适当改建克隆载体后，下一步工作是如何将目的基因与载体连接在一起，即DNA的体外重组。这种人工DNA重组是靠DNA连接酶将外源DNA与载体共价连接的。进行载体选择、改建或切割目的基因前，必须考虑基因与载体的连接方式。连接方式与切割载体DNA和目的DNA时产生末端的性质有关。
4.重组体转化 将外源DNA导入宿主细胞，并改变宿主细胞的性状的过程称为转化，转化DNA在进入宿主细胞后可独立地进行复制。常用的宿主细胞是大肠埃希菌，一般先用CaCl2处理大肠埃希菌，以增加其细胞膜的通透性，使重组质粒透入菌体，然后进行培养。目前也有电穿孔法、显微注射法、基因枪法等新技术，将外源DNA导入宿主细胞。(www.xing528.com)
5.DNA重组体的筛选与鉴定 重组体DNA分子导入受体细胞后，经适当的培养得到大量转化子菌落或转染噬菌斑，应设法将众多的转化菌落或转染噬菌斑区分开来，并鉴定出所含重组DNA分子确实带有目的基因的菌株。
6.克隆基因的表达 重组体DNA在宿主细胞中复制而使目的基因扩增，但是目的基因能否在宿主细胞中进行转录并翻译出有活性的产物，即目的基因的表达是基因工程技术是否有价值的关键。重组DNA技术除基因克隆外，还可以进行目的基因的表达，实现生命科学研究、医药或商业目的。为使目的基因高效表达，就需要研究基因表达过程中的有关调控因子（如表达体系、载体与基因的来源等）以创造高效表达的条件，体现基因工程更大的作用。基因工程的主要步骤总结如图24-1所示。
图24-1 基因工程的主要步骤
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