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蛋白质和核酸的顺序测定和人工合成
蛋白质和核酸都是生物大分子，要认识它们，就需要搞清它们的结构和组成。
科学家们花了很长的时间，逐步建立和完善了测定蛋白质中氨基酸排列顺序的方法，并且将其仪器化。
世界上第一个被搞清楚排列顺序的氨基酸是胰岛素。
英国剑桥大学科学家桑格取得的这项成就使他获得了诺贝尔奖（25年之后，桑格又测定了由5375个碱基组成的ΦΖ174DNA的顺序，使他第二次获得诺贝尔奖）。
目前，已经有成百上千的蛋白质被探明了它们的排列顺序。
搞清了蛋白质的顺序后，科学家们就想用人工的方法来将它们合成。
从20世纪50年代起，他们应用了多种多肽合成的方法，现在这方面的技术已日趋完善，一般由十几个乃至二三十个氨基酸组成的多肽药物已能用人工合成的方法来生产了。
1965年9月，我国科学家首次在世界上合成了结晶牛胰岛素，为我国争得了一项“世界冠军”
。
同样，核酸的顺序测定和核酸的人工合成也取得了显著的成绩，利用化学方法和物理方法发明的DNA顺序测定仪和DNA合成仪都已在科研和生物工程产业中普遍使用。
1981年，我国科学家完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的全合成工作，在人工合成核酸的工作上取得了重大的成果。
美国科学院从1987年起，组织了一个庞大的科研计划，称为人类基因组计划，准备用15年的时间投入30亿美元的经费，分析清楚人体基因组的全部核苷酸排列顺序，并研究其结构与功能。
如果这个计划得以实现，许多由于基因缺陷而引起的疾病就能找到根本的治疗的办法。
参加这项工作的除了美国科学家外，还有英国、法国、德国、日本和我国的科学家。
我国的科学家和日本的科学家还在进行水稻基因组合顺序的分析工作，这对于改良稻米的品种和质量都有很大的作用。
DNA重组技术的建立
人类研究科学技术的目的是认识自然，改造自然。
DNA重组技术的建立为发展基因工程奠定了基础。
DNA重组技术的成功，首先应归功于限制性核酸内切酶、DNA连接酶和基因载体的发现和应用。
第一个限制性内切酶是1968年从大肠杆菌中分离出来的。
到今天，已经发现了上百种的限制性内切酶。
限制性内切酶的特点是，它能够识别核苷酸的序列，并能准确地切下DNA长链中某一特定的DNA片段。
科学家对上百种的限制性内切酶的特异性作了研究，搞清了它们在DNA长链上切断的精确位点，这样，这些酶就可以用来作为工具，根据科学家的意愿对DNA进行切割，所以这种限制性内切酶又被形象地称为“分子手术刀”
。
DNA连接酶是使DNA片段连接起来的催化剂。
它在DNA重组技术中，不仅要用限制性内切酶将需要的DNA片段切下来，而且还需要将它们与其他重要的DNA片段（如起着运载工具作用的质粒）连接起来，在这里就得用上DNA连接酶。
在DNA重组技术中，基因载体的应用是很重要的一个方面。
因为要使重组的DNA能够繁殖，必须使其进入宿主细胞（如某种细菌），但每种生物都是长期进化的产物，具有很强的排他性，异源DNA如果单独进入受体细胞，必然会遭到破坏。
因此，必须使用一种运载基因的载体作为媒介物，这种载体可以是质粒（一种较小的DNA），也可以是噬菌体。
有了上面的各种手段之后，基因工程就可以进行了。
应用基因工程生产药物
当人们需要生产某一种已知的蛋白质生物药物时，第一步是要取得决定这种蛋白质的基因片段，这可以用分离提取DNA的办法，也可以根据已知的顺序采用化学合成的方法，还可以利用以RNA为模板，以反转录酶催化。
取得A并进一步分离纯化。
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