逆转录酶以DNA为模板、在RNA聚合酶（依赖于DNA的RNA聚合酶）的催化下合成RNA的过程称为转录。以RNA为模板在逆转录酶（依赖于RNA的DNA聚合酶）催化下合成DNA的过程称为逆转录。原核生物的基因序列是连续的，比较容易被识别和克隆。真核生物的基因要复杂得多，在DNA分子中的序列常常被插入了若干个内含子（in- tron）而不连续，这给基因的识别、克隆和表达带来了极大的困难。1970年，Baltimore 小组和Temin小组的科学家同时发现了逆转录酶，逆转录酶被逆转录病毒（retrovirus） RNA所编码，在逆转录病毒的生活周期中，负责将病毒RNA逆转录成互补的DNA（cDNA），进而形成双螺旋的DNA，并整合到宿主细胞的染色体DNA中。逆转录酶打破了中心法则，使真核细胞基因的制备成为可能。

在实现了三大理论发现和完成了三大技术发明后，基因工程诞生的条件已基本成熟。1972年，斯坦福大学的Berg等人在世界上第一次成功地实现了DNA体外重组。他们使用限制性内切酶Eco R I在体外对猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌体的DNA分别进行酶切，再用T₄ DNA连接酶把两种酶切的DNA片段连接起来，获得了重组的DNA分子。1973年，斯坦福大学的Cohen等人进行了体外重组DNA实验并成功地实现了细菌间性状的转移。他们将大肠杆菌的抗四环素（TC^r）质粒pSC101和抗新霉素（Ne^r）及抗磺胺（S^r）的质粒R6-3，在体外用限制性内切酶Eco R I切割，再连接成新的重组质粒，然后转化到大肠杆菌中。结果在含四环素和新霉素的平板中，筛选出了抗四环素和抗新霉素的重组菌落，即表型为TC^rNe^r的菌落。这是人类历史上第一次有目的地进行基因重组实验，是第一个实现重组体转化的成功例子。基因工程从此诞生，许多科学家将1973年称为基因工程元年。

在20世纪70～80年代，基因重组技术还只被少数科学家、少数研究机构和企业所掌握，虽然该技术的重要性已被基因重组蛋白质药物的相继上市而受到重视，但在实施时的困难使许多人望而生畏。一项基于以上三大技术发明的综合技术的出现彻底改变了这种情况，这就是1993年诺贝尔奖获得者之一Kary B. Mullis所发明的PCR（polymerase chain reaction）技术。该技术不但为基因体外重组提供了非常方便而高效的设备，而且极大地促进了分子生物学、人类基因组计划、甚至疾病诊断学的发展。可以毫不夸张地说，PCR已经成了现代生物科学和技术不可或缺的基本工具，每个与生物有关实验室的必需设备。