基因重组的材料是基因片段（含有目的基因）。那么，这些用于基因重组的基因片段是怎样保存的呢？生命体的细胞中含有该生物遗传的全部密码。为了改造某一生物，把含有目的基因的片段导入该生物的细胞中去，才能培育出带有外源基因的转基因生物（动物、植物或微生物）。问题是这个含有外源基因的片段，不是随时随地可以觅到的，必须事先保存在一个地方，这就是基因文库。它是存放基因的“仓库”。
生物的全部基因就在细胞内的DNA上，这是一条很长的链。指挥生物的一切秘密全在上面。
遗传工程科学家为了基因重组方便，就采取先把一种生物细胞中的全部DNA或染色体上的DNA的所有片段，随机地连接到基因载体上，然后移植到宿主细胞中进行增殖，形成各个片段的无性繁殖系。这样，该生物的全部基因片段就在宿主细胞内一个不留地全部复制出来。
这好比拍电影，先拍分镜头（相当于基因片段），拍好全部镜头后进行剪接，配上录音，就是一部电影了。有了这个电影片子，就可以复制出许许多多相同内容的电影。
从70年代起，科学家已建立了大肠杆菌、酵母菌、果蝇、鸡、兔以及大豆、水稻等多种生物的基因文库。我们要取这些生物的任何一个基因片段进行重组，都非常容易了。
用于侦破的基因指纹大家知道，在现代侦破手段中，利用指纹寻找罪犯，捉拿凶手，是非常有效的。这是因为世界上几乎没有两个人的指纹是相同的。不同的指纹，实际就代表不同的人。只要在自己的指头上涂以油墨或者印泥，捺在白纸上就能印出清楚的指纹。因此，在犯罪现场寻觅指纹是极其重要的任务。
现在还有利用基因指纹作为侦破手段的。基因指纹是遗传学上的概念。原来，人的基因虽然大体上都是一致的，但是仍有不同，而且同样找不出两个人会有相同的基因（双胞胎也有微小区别）。根据基因密码，经过特殊处理，也会显示出如同条形码那样的纹形——黑白相间，这就是基因指纹。
现代科学技术能从一滴血、一根头发或者一口唾液中发现基因指纹。如果是一个杀人犯，他在与被害者搏斗过程中，很可能弄破自己的皮肤而留下极少的血迹。刑侦人员从血迹中就可以找到基因指纹。当刑侦人员从疑犯身上获得基因指纹，如与现场血迹的基因指纹一致，那么疑犯就成了百分之百的凶手。至于对强奸犯的侦破，利用精液获得基因指纹，在国外已经成了常用的侦破手段。
基因指纹用于现代侦破虽然历史还很短，但已经受到特别的重视。
对血友病病人实施基因治疗血友病是一种常发于男性而通过女性遗传的疾病，用药物无法治疗。患此病的人，最怕皮肤伤破，一旦伤破就会流血不止。这是因为血友病病人的血液中无凝血因子Ⅸ。为了治此病，只有输入含有凝血因子Ⅸ的血液，使其在流血过程中凝血，终止出血。患此病的人，还易受艾滋病和乙型肝炎的感染。
血友病在地中海一带比较多见，过去对此无根治的办法。病人提心吊胆度日，深怕皮肤碰破弄伤。因为人体内血液有限，如果流血不止，就会有生命危险。因此，必须寻找理想的治疗办法，这个办法就是基因治疗。给血友病人补充凝血因子Ⅸ，虽然可行，但来源有限，不可能从其他人体中提取凝血因子Ⅸ。
对血友病人进行基因治疗，是将病人的皮肤细胞在体外进行培养，然后通过反转录病毒载体将凝血因子Ⅸ导入皮肤细胞，进行扩增，与胶原混合注射回病人体内。这样能使病人的Ⅸ因子的浓度升高2倍。持续1年余，血友病人的症状就会得到明显改善。经过基因治疗的病人，即使皮肤破损，流血也会凝固，不会出现流血不止。这说明，基因治疗可以把血友病治好。
但是，这还要从遗传这个角度解决问题。因为血友病是遗传的，虽然病人可以治好，此病却仍然会遗传给子孙后代。
培育转基因猪
猪，最终能否成为人体器官的供应者，关键是能否培育出带有人体基因的新型猪。要回答为什么向猪索取器官的问题，还必须回答什么样的猪才可以成为人体器官的供应者。
并不是所有普通猪的器官都可以取下来移植到人身上。它必须经过基因转移，把人身上的基因转移到猪身上。
英国科学家首先做了开创性研究，他们把人体内负责调节补充蛋白质的两种基因——强烈排斥异体组织的化学物质——注射到猪的受精卵中。这两个基因与猪受精卵的DNA相结合，培育出含人体基因的新型猪。此猪不同于一般的猪，因为它已经有了人体基因。长到一定大小，科学家从猪身上取出心脏，移植到一只狒狒身上。此心脏持续跳动了30小时，而不带人体基因的猪心脏持续跳动只有1.5小时，前者是后者的20倍。可见转基因猪不同凡响的作用了。
尽管美国科学家已培育出带有人体基因的新型猪，并且计划造一座现代化的养猪场，进行器官移植试验，但是目前还不能在人体身上移植，只能在灵长类动物身上试验，以积累经验，最终培育出人体对其器官不排斥的转基因猪。为解决人体器官移植不足的难题，此项工作的研究颇具幻想色彩，但有重要实践意义。器官衰竭的晚期病人是多么期望这一天的到来啊！
研究转基因植物
转基因植物，顾名思义是把目的基因片段转移到植物细胞中去，经过培育而得到的植物。这种植物不仅保留着原有的遗传性状，而且增加了新的目的基因所控制的性状。
为了使不抗细菌病的水稻能够抗细菌侵染，设想把抗细菌病的基因转移进水稻体内，以获得抗病性能。多少年来，农学家和生物学家一直在为此目的努力，但效果并不明显。直到前不久，能抵抗细菌病的转基因水稻才培育出来，这是美国和法国科学家共同研究的成果。
转基因植物，从80年代初开始至今，用来改良各种农作物品种取得了可喜成就。如优良的烟草、向日葵、油菜、土豆、西红柿和黄瓜等相继问世，出现在超级市场的货架上。但是，前面列举的这些品种都是双子叶植物，转基因的单子叶植物似乎还是千呼万呼不肯出来，因为在单子叶植物上进行转基因有一定难度。
这个困难终于在1995年被克服，美、法科学家携手合作，一种能抵御最常见细菌病的水稻新品种培育出来了。他们采用的就是转基因方法。转基因水稻新品种能抵抗黄杆菌传播的细菌病。此病在世界上至少要吞吃掉5%～10%的水稻产量，在非洲和亚洲的个别地区甚至可以毁掉50%的水稻。
相信生物基因工程必将为最终解决粮食问题作出贡献。
应用于大田栽种的转基因作物
用基因重组或者基因导入技术培育出的转基因作物品种一年比一年多，但真正用于大田栽培的并不多。是转基因作物的品质不好，还是它们的产量不高？这都不是主要原因，而是人们担心这些转基因一旦进入田间试验，会不会引起生态不平衡或者造成其他无法预料的后果。
现在情况已发生变化。在美国已有相当多的转基因作物经批准在田间试种，其中包括转基因的保鲜番茄、能抗病害的大豆以及一些蔬菜。保鲜番茄由于基因导入，使它不易腐烂，在超级市场出现之后就受到特别的钟爱。转基因水稻和转基因玉米，因为品质上佳，蛋白质含量高，成为美国农场主们十分欢迎的新品种。
近几年，在美国由于对转基因研究工作的大量投资，现在已有所回报了。转基因作物的销售额到2000年预计达20亿美元，而到2010年可达200亿美元。
美国在1996年上市了抗病虫的玉米、大豆和棉花新品种。这目前还不会影响到美国的杀虫剂生产。但是，随着扩大它们的栽种面积，随着转基因水稻、小麦的培育成功，今后美国的杀虫剂生产厂商的日子肯定会越来越不好过。转基因作物在田间的大量扩种，现在还没有出现生态失衡的迹象。看来这种担心也是多余的。
基因重组的操作
基因重组是一项十分精细的技术。只有掌握了这一高技术，才能在改造生物和创造生物中有所作为。因为这是在分子水平上的操作，其难度也就可想而知了。但是，再难也难不倒我们的科学家。
一般来说，基因重组分为4个步骤。首先，是获得具有目的基因的片段，即DNA片段。这个片段的取得既可用工具酶，也可以用机械方法剪取DNA片段。用化学合成人工基因片段，是另一种比较简便的有效的方法。第二，是把含有目的基因的片段与载体（质粒或病毒）DNA分子重组在一起。第三，是把重组好的DNA分子导入宿主细胞。第四，让这些重组的DNA分子在细胞内与宿主的DNA组合在一起，让它表达出来，选育出含有所需要的重组DNA宿主细胞。对宿主细胞进行培育，如果是植物，它就会长成一棵新植物；如果是大肠杆菌，它就会变成能合成目的基因控制的化学有机物；是动物细胞，就会形成具有新性状的动物。这在理论上是可以成立的，而且实践也证明，基因重组技术的确可以用来改造生物和创造生物。
基因工程问世之后，发展之快令人目不暇接。不论是微生物还是植物、动物，用基因重组技术都得到了许多新品种。基因工程已成了改造和创造生物种的最有力的手段。
从事基因工程的预防措施
基因工程的问世，的确为改造和创造新的生物品种带来了希望。同时，人们又不得不对它潜在的危险担忧。这种担忧不是没有道理的。万一有人在实验室内通过基因重组而培育出一种致人患病的特殊细菌“逃逸”到实验室外，并感染了人，那不是一场灾难吗？因此，美国、日本等国制定了有关法律和规定，在实验室内进行基因工程操作都必须采取有效的预防措施。
对于基因工程这一特殊研究对象，人们的担心是很自然的，这种担心来自4个方面。
首先，害怕基因武器。用基因工程的办法研制各种新型的剧毒病原体已成现实。比如，把肉毒杆菌产生毒素的基因或致癌病毒基因引入大肠杆菌，大肠杆菌就变成杀人武器。肉毒毒素是一种异常毒的毒素，只要25克（半两）就足以把全世界的人毒死。
第二，任何大肠杆菌经过基因重组，都可能成为有害的菌种。它可以寄生在人体内，并且可以传播，可以造成灾难性的后果。
第三，如果把重组DNA分子培育出来的新生物扩散到自然环境中去，就会破坏自然界原来的生态平衡。
第四，基因工程也可能被用来进行培育“怪物”。
所以，在立法上制定预防措施，明确哪些实验可以做，哪些实验不可以做，是完全必要的。
