基因克隆是制造单个基因拷贝或克隆的行为。 一旦确定了一个基因，克隆就可以用于生物医学和工业研究的许多领域。 基因工程是将基因克隆到新生物体中或改变DNA序列以改变蛋白质产物的过程。 基因工程取决于我们执行以下基本程序的能力。
01 聚合酶链式反应
02 限制酶
被称为限制性内切酶的酶的发现对于蛋白质工程学是必不可少的。 这些酶根据核苷酸序列在特定位置切割DNA。 已经从许多不同的细菌菌株中分离出数百种不同的限制酶 ，能够在不同的位点切割DNA。 用限制酶切割的DNA产生许多不同大小的较小片段。 这些可以使用凝胶电泳或色谱分离。
03电泳
从细胞培养物中纯化DNA，或使用限制性内切酶切割DNA，如果我们无法想象DNA，那么这种方法就没有多大用处 - 也就是说，找到一种方法来查看您的提取物是否含有任何物质，或者是什么尺寸的碎片已切入。 一种做法是通过凝胶电泳。 凝胶被用于各种目的，从查看切割DNA到检测DNA插入和敲除。
04加入两片DNA
在基因研究中，通常需要连接两个或更多个DNA链，创建重组链，或者关闭已用限制性内切酶切割的环状链。 称为DNA连接酶的酶可以在核苷酸链之间产生共价键。 酶DNA聚合酶I和多核苷酸激酶在该过程中也是重要的，分别用于填充空位或磷酸化5'末端。
05小型自我复制DNA的选择
不属于细菌基因组但是能够自我复制的小圆形DNA被称为质粒。 质粒通常用作载体在微生物之间转运基因。 在生物技术中，一旦感兴趣的基因被扩增并且基因和质粒都被限制酶切割，它们被连接在一起产生所谓的重组DNA。 病毒（噬菌体）DNA也可用作载体，粘粒也可用作含噬菌体基因的重组质粒。
06将矢量移动到主机单元的方法
将载体如质粒上的遗传物质转移到新的宿主细胞中的过程称为转化。 这种技术要求宿主细胞暴露于环境变化中，这使得它们对于载体“有能力”或暂时可渗透。 电穿孔就是这样一种技术。 质粒越大，其被细胞摄取的效率越低。 在称为转导的方法中，使用噬菌体，逆转录病毒或其他病毒载体或粘粒更容易地克隆更大的DNA片段。 噬菌体或病毒载体通常用于再生医学，但可能会导致DNA插入我们不想要的部分染色体，导致并发症甚至癌症。
07选择转基因生物的方法
并非所有细胞在转化过程中都会吸收DNA。 有必要有一种方法来检测那些做的。 通常，质粒携带抗生素抗性基因，并且可以基于这些基因的表达和它们在含有该抗生素的培养基上生长的能力来选择转基因细胞。 备选的选择方法取决于其他报道蛋白如x-gal / lacZ系统或绿色荧光蛋白的存在，它们分别允许基于颜色和荧光的选择。