逆轉錄酶以DNA為模板、在RNA聚合酶（依賴於DNA的RNA聚合酶）的催化下合成RNA的過程稱為轉錄。以RNA為模板在逆轉錄酶（依賴於RNA的DNA聚合酶）催化下合成DNA的過程稱為逆轉錄。原核生物的基因序列是連續的，比較容易被識別和克隆。真核生物的基因要複雜得多，在DNA分子中的序列常常被插入了若幹個內含子（in- tron）而不連續，這給基因的識別、克隆和表達帶來了極大的困難。1970年，Baltimore 小組和Temin小組的科學家同時發現了逆轉錄酶，逆轉錄酶被逆轉錄病毒（retrovirus） RNA所編碼，在逆轉錄病毒的生活周期中，負責將病毒RNA逆轉錄成互補的DNA（cDNA），進而形成雙螺旋的DNA，並整合到宿主細胞的染色體DNA中。逆轉錄酶打破了中心法則，使真核細胞基因的製備成為可能。
在實現了三大理論發現和完成了三大技術發明後，基因工程誕生的條件已基本成熟。1972年，斯坦福大學的Berg等人在世界上第一次成功地實現了DNA體外重組。他們使用限製性內切酶Eco R I在體外對猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌體的DNA分別進行酶切，再用T4 DNA連接酶把兩種酶切的DNA片段連接起來，獲得了重組的DNA分子。1973年，斯坦福大學的Cohen等人進行了體外重組DNA實驗並成功地實現了細菌間性狀的轉移。他們將大腸杆菌的抗四環素（TCr）質粒pSC101和抗新黴素（Ner）及抗磺胺（Sr）的質粒R6-3，在體外用限製性內切酶Eco R I切割，再連接成新的重組質粒，然後轉化到大腸杆菌中。結果在含四環素和新黴素的平板中，篩選出了抗四環素和抗新黴素的重組菌落，即表型為TCrNer的菌落。這是人類曆史上第一次有目的地進行基因重組實驗，是第一個實現重組體轉化的成功例子。基因工程從此誕生，許多科學家將1973年稱為基因工程元年。
在20世紀70～80年代，基因重組技術還隻被少數科學家、少數研究機構和企業所掌握，雖然該技術的重要性已被基因重組蛋白質藥物的相繼上市而受到重視，但在實施時的困難使許多人望而生畏。一項基於以上三大技術發明的綜合技術的出現徹底改變了這種情況，這就是1993年諾貝爾獎獲得者之一Kary B. Mullis所發明的PCR（polymerase chain reaction）技術。該技術不但為基因體外重組提供了非常方便而高效的設備，而且極大地促進了分子生物學、人類基因組計劃、甚至疾病診斷學的發展。可以毫不誇張地說，PCR已經成了現代生物科學和技術不可或缺的基本工具，每個與生物有關實驗室的必需設備。
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