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将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使该基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作过程称为基因重组或基因工程。
基因重组技术的理论基础是遗传学和分子生物学的研究成果。科学家在20世纪30年代发现了生物的遗传物质是DNA，50年代提出了DNA的双螺旋结构，60年代完全破译了全部密码子，70年代初创建了基因体外重组技术，80年代初第一个基因工程产品一人胰岛素就开始商品化生产。今天，体外基因重组已经成了生物科学与技术的研究和开发中最重要、应用最广泛的技术。
基因重组技术在工业上的应用主要是表达各种蛋白质类产物，特别是具有药用价值的蛋白质，但是随着科学技术的发展，基因重组技术的工业应用已经远远超过了单纯的蛋白质生产。随着对微生物中代谢途径和调控机理的认识不断深入，可以通过基因重组技术改造微生物的代谢途径，从而大幅度提高目的产物产量、扩大微生物的底物利用范围，形成了“代谢工程”这一新的应用领域。由于研究蛋白质结构和功能关系的需要，利用基因重组技术改造蛋白质结构、提高蛋白质生物活性，发展了点突变、基因重排（DNA shuffling）或基因进化（DNA evolution）技术，为“蛋白质工程”提供了技术支撑。全基因组重排（genome shuffling）技术则为提高育种效率提供了新的思路。
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