过去的生物学应用
自从记录历史之前，人已经申请了生物学。例如，中美洲人使用试错法从野生谷物开发玉米。几千年来，人们一直在选择育种来开发植物和动物。狗的多样性是选择性育种工作的一个例子。选择性育种是一个试验和错误的过程，用于培育具有所需特征的实例。
人类利用了几种生物过程。例如，如果您将酵母置于含糖的容器中，只要酵母供应O2即可产生二氧化碳。如果去除氧气，酵母仍然会消耗糖;然而废物现在是C2H5OH或酒精。人已经知道如何利用酵母制造酒精饮料很长一段时间。人类长时间使用的生物过程的另一个例子是制作奶酪。
孟德尔定律
在遗传理解方面取得科学进步的第一个人是实验豌豆的奥古斯丁僧侣，孟德尔（Gregor Mendel）。他选择七个特征，其中有花的颜色，白色和紫色。如果白豌豆与紫豌豆交叉，所有的第一代豌豆都是紫色的。在这种情况下，紫色是主要的，颜色为白色隐性。第二代豌豆中紫色至白色的混合物为3：1。通过将豌豆与黄色圆形种子与豌豆与黄色皱纹种子交叉，他确定圆是主要的和皱褶的隐性。以类似的方式，他确定种子的黄色是主要的，并且种子的绿色隐性。通过将真正繁殖的豌豆与黄色的圆形种子与真正繁殖的豌豆与绿色的皱纹种子交叉，发现第一代有所有黄色的圆形种子。在第二代，黄色圆形，黄色皱纹，绿色圆形和绿色皱纹种子的配量为9; 3：3：1。继承的第二个方面称为独立分类，因为每个字符都是独立继承的。
孟德尔很幸运，他选择了豌豆和他所做的特色，因为继承可以复杂得多。在某些情况下，不统一。例如，交叉红色和白色snapdraggons可以导致粉红色snapdraggons。血型继承更复杂。
然而，对继承法的认识并不会造成生物技术行业，因为知识的法律不能为人类提供操纵遗产的关键。这些知识可以帮助对选择性育种做出预测，并导致在人类中建立遗传咨询。
细胞作为蛋白质工厂
在考虑现代生物技术之前，有必要简要研究电池的功能。
有两种类型的细胞：原核和真核生物。细菌和蓝细菌具有前一种类型的细胞和植物，植物，真菌和动物具有后者。真核细胞比原核细胞大得多，结构复杂得多。
作为对生物技术感兴趣的经济学家，我们将细胞看作是制造蛋白质的小型工厂，这些细胞占绝大多数细胞的干重的50％，在所有细胞中都是有用的。用于制造蛋白质的说明书包含在细胞的DNA中，并且含有特定蛋白质的说明书的特定的DNA段被称为基因。为了制造蛋白质，细胞将信使RNA或mRNA发送到作为蛋白质制造细胞的核糖体。
在更详细地讨论蛋白质的制造过程之前，我们将简要介绍两种细胞的重要特征。在细胞中，膜作为墙壁或障碍物将活动分离成特定位置，因为内部的化学成分和电荷可以与外部环境不同。原核细胞只有一个围绕整个细胞的膜。DNA位于核内，大量的核糖体位于细胞核和细胞壁膜之间的类似流体中。
真核细胞可能比原核细胞大10至100倍，具有更复杂的结构。内部膜将细胞的各种中心包围到被称为胚芽的结构中。细胞的遗传控制被封闭在细胞核中。如在原核细胞中，蛋白质在核糖体中制造。核糖体中有许多称为粗ER的膜结构，而其他核糖体则位于细胞质中。真核细胞具有用于脂质合成（光滑ER），化学产品分布（高尔基体），用于细胞维持（Lysomomes，过氧化物酶体和液泡（在植物中））和能量加工（线粒体和叶绿体（植物中））的胚芽。
现在让我们更详细地考虑蛋白质的产生。所有蛋白质都是20个氨基酸的序列。序列的长度可以大于1000个元素。当构建时，蛋白质折叠成三维形状，其占据其许多性质。所有生命使用相同的20个氨基酸。DNA是4个含氮碱基的双重序列--A，C，G和T.双重序列是冗余的，因为两个序列含有相同的信息，因为一个序列中的As仅连接到另一个序列中的Ts， Cs只连接到Ts。冗余是错误控制性质的一部分。mRNA是氮基的单一序列，A，C，G和U（而不是T），其将DNA分子的DNA指令转移到核糖体。
现在的问题是核糖体如何将A，C，G，U seqununce转化为氨基酸序列。显而易见的答案是，有一个转换表，除了所有形式的生活都使用了很少的例外。遗传字节称为密码子，由三个元素A，C，G和U（或T）组成。翻译是一对一，这是两个更多的隐喻转化为相同的氨基酸。例如，UUU和UUC都转化成氨基酸Phe。然而，翻译是毫无疑问的。还有一个启动和停止信号。
为了产生特定的蛋白质，酶在特定的点切割DNA分子。酶将A，C，G和T的DNA编码序列的一部分转录成mRNA的U，G，C和A的补体序列。在真核细胞中，在细胞核内处理mRNA，以在被送入核糖体之前去除序列的“沉默”部分。mRNA进入核糖体，其中酶将U，G，C和A序列翻译成氨基酸链。当氨基酸链被释放时，它折叠成蛋白质。
遗传生物技术
生物技术的一个重要方面是使用DNA修饰的宿主细胞来产生所需的蛋白质。把这看作是一个制造问题，首先你必须要有一个所需蛋白质的蓝图。那么您必须修改合适的宿主的DNA以产生所需的蛋白质。
确定蓝图：为了产生蛋白质，您可以确定蛋白质本身中的氨基酸序列或确定各自DNA或mRNA中碱基序列。确定蛋白质氨基酸序列的第一步是使用酶将蛋白质切成小片段。通过色谱分离片段并分析以确定每个片段中的氨基酸序列。现在很难找出如何将片段中的序列连接到原始蛋白质的序列中。另一种酶用于将蛋白质破坏成相应的片段。这些被分离和分析。原始序列可以通过检查重叠来构建。例如假设来自第一个酶的一个片段是Cys-Ser-Leu-Try-Gln-Leu，来自第二个酶的片段是Try-Gln-Leu-Glu-Asn，然后是以下Cys-Ser-Leu-Try-Gln -Leu-Glu-Asn是原始蛋白质序列的一部分。可能需要几种切割酶来构建原始蛋白质。
确定DNA中碱基序列已经自动化了。产生在四个碱基中结束并且是放射性的DNA片段。使用电泳方法分离这些片段，每个基本末端具有四个独立的泳道。使用放射自显影确定片段的位置，并且可以使用泳道标识符读取DNA的序列。为了确定mRNA的序列，首先将其逆转录成DNA。
用于为复杂生物（如人类）创建蛋白质的DNA包含在mRNA产生中被去除的“沉默”代码。因此，在产生这种蛋白质的DNA时，更容易从mRNA本身开始并保留转录没有“沉默”代码的DNA序列。如果mRNA不可获得，则该过程从蛋白质本身开始。确定氨基酸序列，然后构建mRNA和相应的DNA。
选择宿主：单个细胞宿主的期望性质在廉价的培养物中快速增长。主持人在文化中必须是无辜和稳定的。最重要的是宿主必须通过DNA转化并能够制备相应于经修饰的DNA的蛋白质。常见的选择是大肠杆菌，枯草芽孢杆菌和酵母，酿酒酵母。前两者是原核生物，最后一种是真核生物。
将DNA插入宿主：两种最常见的方法是使用质粒或病毒。
质粒方法：质粒是一种小的环状DNA分子，其独立于细菌染色体再现。几乎所有的原核和一些真核细胞都有质粒。质粒的基因给予细菌优势，例如提供抗体，重金属和其他抑制剂的抗性。通过转化细菌摄取裸露的外源DNA，如修饰的质粒，从其周围。
在质粒方法中，切割质粒DNA，插入所需蛋白质的DNA，并通过转化将修饰的质粒连接并插入宿主。该质粒在宿主中相乘并产生所需的蛋白质。为了具有由细菌产生的人类蛋白质，可能需要额外的DNA，使得mRNA将与细菌核糖体具有结合序列。在蛋白质产生后，除去氨基酸的额外序列。
病毒方法：病毒是细胞寄生虫。对于细胞外，细胞是一种遗传物质，蛋白质外壳不具有任何代谢功能。病毒通过感染宿主细胞并修饰DNA机制以产生病毒副本繁殖。细胞外膜破裂释放复制的病毒，等待感染额外的细胞。一旦病毒DNA已经与细胞DNA整合，细胞在某些情况下可以再进行多次，然后再进入循环以产生更多的病毒。艾滋病病毒这样做。在病毒方法中，病毒DNA被修饰，修饰的病毒将修饰的DNA整合到细胞DNA中。
制造这些产品的一些类型是胰岛素，人类生长激素和干扰素。此外，病毒的遗传修饰是制作更好疫苗的新方法。
其他方面
了解基因组：正在进行全面的努力来解释30亿人类遗传密码基础序列。创造奖励部分的人类基因组可以获得专利。该知识对诊断遗传疾病有用，其中已经确定了200多个遗传疾病。这导致人体基因治疗的可能性，其中细胞从体内被去除，然后被重新插入。这种方法很可能是通过简单的酶缺陷来发挥最大的作用。人类基因组知识的另一应用是在法医警察工作中，如着名的辛普森（OJ Simpson）试验。
生物技术对动物的一些应用是产生生长激素。例如，生物技术人员已经创造出各种生长激素，使动物和鱼类的牲畜生长更快，产生更多的牛奶。然而，生物技术在植物和动物中的真正承诺是用更直接的方法来代替试错法育种过程育种。在遗传方法中找到具有所需性质的基因，然后将其插入植物或动物。在植物西红柿已经被修改，使它们变得更慢。植物已通过遗传修饰接种昆虫攻击疫苗。修改植物的巨大挑战是将氮固定纳入谷物和谷物。这将大大减少对氮肥的需求。
