ในอดีตการปรับปรุงพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ให้มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ ทำโดยการใช้ความรู้ด้านพันธุศาสตร์ เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งอาจเป็นการนำพันธุ์ดีจากต่างประเทศ เข้ามาเลี้ยง หรือผสมกับพันธุ์พื้นเมืองการคัดเลือกพันธุ์ เพื่อหาสายพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะดีตามความต้องการ หรือการสร้างพันธุ์ใหม่โดยการชักนำให้เกิดมิวเทชันขึ้นมาก็ได้ ทั้งหมดที่กล่าวมานี้อาศัยหลักพื้นฐาน ของการรวมกลุ่มและการแลกเปลี่ยน ยีนอย่างอิสระ ที่เกิดขึ้นเสมอในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของสิ่งมีชีวิตทั่ว ๆ ไป
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ ได้ค้นพบและพัฒนาเทคนิคใหม ่ที่สามารถควบคุมการแสดงออกทางพันธุกรรม บางประการของสิ่งมีชีวิตอย่างได้ผล โดยการนำยีน ที่ควบคุมลักษณะพันธุกรรม ที่ต้องการของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งไปใส่ให้ กับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง เพื่อให้แสดงลักษณะทางพันธุกรรมที่ต้องการออกมาได้ เรียก กระบวนการตัดต่อยีน ในสิ่งมีชีวิตนี้ว่า พันธุวิศวกรรม (genetic engineering)
พันธุวิศวกรรมเป็นวิทยาการทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพ (biotechnology) ที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาทางด้านเกษตร และการแพทย์ในอนาคต เทคนิคการทำพันธุวิศวกรรม เป็นการตัดยีนที่ควบคุมลักษณะพันธุกรรม ที่ต้องการจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ไปสอดใส่หรือต่อเข้ากับโมเลกุล ของดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง ทำให้ดีเอ็นเอทีเกิดในสิ่งมีชีวิตชนิดหลังนี้ ประกอบด้วยดีเอ็นเอที่ควบคุม ลักษณะพันธุกรรมที่ต้องการ ซึ่งมีรายละเอียดและขั้นตอน ที่นักเรียนจะได้ศึกษาเพิ่มเติมในขั้นสูงต่อไป
ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม
พันธุวิศวกรรมมีประโยชน์อยู่ 3 ด้านครอบคลุม (1) ด้านอุตสาหกรรม (2) ด้านเกษตรกรรม และ (3) ด้านการแพทย์
1. ด้านอุตสาหกรรม ให้ผลิตฮอร์โมนอินซูลิน (insulin) เพื่อนำไปใช้รักษาผู้ป่วยโรคเบาหวานผลิตฮอร์โมนเพื่อการเจริญเติบโต (growth hormone) เพื่อบำบัดอาการของมนุษย์ที่เจริญเติบโตช้ากว่าปกติ ผลิตวัคซีน แอนติบอดี ยาปฏิชีวนะ เอนไซม์ วิตามิน และสารประเภทอื่น ๆ ที่ยังผลต่ออุสาหกรรมแปรรูปอาหารอีกมากมาย
2. ด้านการเกษตรกรรม ใช้ผลิตจุลินทรีย์ที่ให้สารอาหารที่จำเป็นต่อพืชและสัตว์ ผลิตอาหารเสริมสำหรับสัตว์ ผลิตสารอาหารที่ช่วยป้องกันแมลงหรือโรคต่าง ๆ ใช้การทำพันธุวิศวกรรมของพืชเพื่อสร้างพืชต้นใหม่ที่สามารถแสดงลักษณะของยีนที่ใส่เข้าไปตามความต้องการ เช่น ให้ต้านทานโรคบางชนิด ให้ผลติสารพิษทำลายหนอนของแมลงศัตรูพืช ให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่แปรปรวน เช่น ทนเค็ม ทนเปรี้ยว
3. ด้านการแพทย์ พันธุวิศวกรรมด้านนี้ ได้แก่ การบำบัดรักษาโรคบางชนิดด้วยยีนบำบัด แต่มีข้อจำกัดหลายประการยังคงต้องศึกษาวิจัยเพิ่มเติมต่อไป
ปัจจุบันประเทศไทยประสบความสำเร็จในการเพิ่มผลผลิตของพืชและผลผลิตของสัตว์ในระดับหนึ่งแล้ว โดยการใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพิ่มปริมาณและคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตร ถ้าในอนาคตประเทศไทยสามารถพัฒนาวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีให้ทันสมัยมากขึ้น ก็จะทำให้ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย เพียงพอที่จะใช้อุปโภคบริโภคภายในประเทศและส่งขายยังต่างประเทศได้
