Genler bütün canlıların hücrelerinde bulunan ve canlının ana babasından aldığı kalıtsal özellikleri taşıyan DNA (deoksiribonükleik asit) parçacıklarıdır. Kısacası her canlı, kromozomların üzerinde yer alan bu kalıtım birimlerinin içerdiği bilgilere göre gelişip büyür. Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına “genetik mühendisi” denir. Genetik mühendisliği ya da gen mühendisliği denen uygulamalı bilim dalı da bir anlamda “gen tamirciliği”dir. Çünkü, 1970 yıllarında doğan bu yeni bilim dalının amacı canlının genetik yapısındaki bozuklukları gidererek kalıtsal özelliklerini iyileştirmek ve bazı canlılara insana daha yararlı özellikler kazandırmaktır. Genlerin birbirinden ayrılmasını, değiştirilmesini ve bir canlıdan başka bir canlıya aktarılmasını sağlayan özel tekniklerin bulunmasıyla bu olanak doğmuş ve genetik mühendisliğinin çarpıcı uygulamaları birbirini izlemiştir.
Gen denen DNA parçacıkları öylesine küçüktür ki, ancak en güçlü elektron mikroskoplarıyla görülebilir. Ama, çok gelişmiş laboratuvar teknikleri ve araçlarıyla çalışan genetik mühendisleri, suyun ya da başka kimyasal maddelerin yüzeyinde incecik peltemsi iplikçikler biçiminde yüzen milyonlarca DNA molekülü arasından istedikleri geni ayırabilirler. Bu araştırmalarda en çok uygulanan temel yöntem kısaca şöyle açıklanabilir. Önce genin bulunduğu hücre parçalanarak içindeki DNA molekülü ayrılır. Sonra, uzun bir ip merdiveni andıran bu DNA molekülünü çok belirli yerlerden tanıyıp istenen uzunlukta parçalara bölebilen özel enzimler yardımıyla genler DNA molekülünden koparılır.
İstenen gen, laboratuvardaki besi yerlerinde üretilen bakteri ya da virüs gibi mikropların hücresine eklenir. Bu yabancı genleri, bakterilerde kromozomların dışında bulunan ama kalıtsal bilginin yeni döllere aktarılmasında rol oynayan plazmitlere (küçük DNA halkacıklarına) eklemek en yaygın yöntemdir. Daha sonra, yeni genin eklenmiş olduğu virüs ya da plazmitler bir bakteri hücresine sokulur. Böylece, bakteri hücresi bölünerek çoğaldığında, virüsten ya da plazmitten almış olduğu yabancı DNA parçasını, yani genetik mühendisinin istediği geni yeni soylara da aktaracağından o genin sonsuz sayıda kopyası elde edilecektir.
“Gen ekleme” ya da “DNA molekülünün yeniden birleştirilmesi” denen bu yöntemle çok önemli sonuçlara varılmıştır. Örneğin, kopyası çıkarılacak gen, şeker hastaları için son derece gerekli olan ensülin hormonu gibi çok değerli bir maddenin yapımını sağlayacak bilgileri taşıyabilir. Bu genin eklendiği bakteri, kendi genlerinin denetimi altında kendisi için gerekli kimyasal maddeleri üretirken, yeni genin taşıdığı bilgiyi değerlendirerek ensülin hormonunu da üretir. Böylece, milyonlarca bakteri hücresinden çok bol miktarda ensülin elde edilip arıtılarak şeker hastalığının tedavisinde kullanılabilir. Bu teknik bulunmadan önce ensülin hormonu yalnızca sığırların ve domuzların pankreasından elde edilebiliyordu. Ama hayvanların ensülini insanın pankreasından salgılanan ensülinle tam aynı yapıda değildir. Oysa gen ekleme yöntemiyle üretilen bakteri soyları doğrudan insan ensülini yapabilir.
Genetik mühendisliği, eskiden çok ender bulunan, bu nedenle çok pahalı olan bazı maddelerin bol miktarda ve çok daha ucuza elde edilmesini sağlamıştır. Örneğin bazı kanserlerin ilerlemesini engelleyebilen interferon ile cüceliğin tedavisinde kullanılan büyüme hormonu bu tekniklerle bol miktarda üretilebilmektedir.
Genetik yapısı değiştirilen bakteriler başka yönlerden de insana ve doğaya yardımcı olabilir. Sözgelimi, denizin yüzeyine yayılmış petrol artıklarını ya da doğada kendi kendine yok olmayan plastikleri ortadan kaldırmak için petrol ve plastik “yiyen” bakteriler üretilebilir. Gelecekte, hastaların “bozuk” genleri “normal” genlerle değiştirilerek kalıtsal hastalıklar da tedavi edilebilecektir.
Genetik mühendisleri yalnız bakterilere değil bitki ve hayvanlara da yeni özellikler kazandırabilirler. Tarım bitkilerinin hücrelerine gerekli genleri ekleyerek hastalıklara dirençli bitkiler üretilebilir; böylece pahalı gübrelere ve tarım ilaçlarına gerek kalmadan daha bol ve sağlıklı ürün alınabilir. Örneğin yakın yıllarda bu yöntemle hastalıklara çok dayanıklı patates bitkisi üretilmiş, hayvanlarda yapılan çalışmalarla da evlerin bahçesinde bile beslenebilen ve bol süt veren minyatür inekler ya da et verimi yüksek dev domuzlar yetiştirilmiştir.
Genetik mühendisliği, insanın her şeyi doğadan beklemeksizin canlıları kendi isteğine göre değiştirmesinin başlangıcıdır. Bazılan bunu ürkütücü, hatta yanlış bir adım olarak görürler. Çünkü, genetik yapısı değiştirilmiş bakterilerin laboratuvardan dışarı sızdıklarında ne kadar tehlikeli olacaklarını bilemiyoruz. Bu yüzden deneyler son derece sıkı güvenlik önlemleri altında yürütülür. Ama insanoğlu doğabilecek tehlikelerin bilincinde olarak elindeki bu gücü dikkatli kullandığında bütün dünyadaki insanların yaşam koşulları iyileşecektir.