miniaturadeimagen|280x280px|Muestra (utilizando el transposón PiggyBac) la conversión de un transposón en un sistema de 2 vectores para la integración genómica de secuencias derivadas de plásmidos. La ingeniería genética es la ciencia que manipula el material genético de un organismo. La primera modificación genética artificial realizada mediante biotecnología fue la transgénesis, el proceso de transferencia de genes de un organismo a otro, realizado por primera vez por Herbert Boyer y Stanley Cohen en 1973. Fue el resultado de una serie de avances en las técnicas que permitían la modificación directa del genoma. Entre los avances más importantes se encuentran el descubrimiento de enzimas de restricción y ADN ligasas, la capacidad de diseñar plásmidos y tecnologías como la reacción en cadena de la polimerasa y la secuenciación. La transformación del ADN en un organismo huésped se logró con la invención de la biolística, la recombinación mediada por Agrobacterium y la microinyección. El primer animal modificado genéticamente fue un ratón creado en 1974 por Rudolf Jaenisch. En 1976 se comercializó la tecnología, con la aparición de bacterias modificadas genéticamente que producían somatostatina, seguidas de insulina en 1978. En 1983 se insertó en el tabaco un gen resistente a los antibióticos, lo que dio lugar a la primera planta modificada genéticamente. Siguieron avances que permitieron a los científicos manipular y añadir genes a una variedad de organismos distintos e inducir una serie de efectos diferentes. Las plantas se comercializaron por primera vez con el tabaco resistente a los virus liberado en China en 1992. El primer alimento modificado genéticamente fue el tomate Flavr Savr comercializado en 1994. En 2010, 29 países habían plantado cultivos biotecnológicos comercializados. En 2000, un artículo publicado en Science presentó el arroz dorado, el primer alimento desarrollado con mayor valor nutritivo.

Agricultura miniaturadeimagen| Los estudios de ADN sugirieron que el perro probablemente surgió de un ancestro común con el lobo gris. La ingeniería genética es la manipulación directa del genoma de un organismo mediante determinadas técnicas biotecnológicas que sólo existen desde la década de 1970. La manipulación genética dirigida por el hombre se produjo mucho antes, empezando por la domesticación de plantas y animales mediante selección artificial. Se cree que el perro fue el primer animal domesticado, posiblemente a partir de un antepasado común del lobo gris, con pruebas arqueológicas que datan de unos 12.000 años antes de Cristo. Otros carnívoros domesticados en la prehistoria son el gato, que cohabitó con el hombre hace 9.500 años. Las pruebas arqueológicas sugieren que ovejas, vacas, cerdos y cabras fueron domesticados entre el 9000 a. C. y el 8000 a. C. en el Creciente Fértil.

La primera evidencia de domesticación de plantas proviene del trigo emmer y einkorn que se encuentran en las aldeas del Neolítico A anterior a la cerámica en el suroeste de Asia que datan de alrededor de 10,500 a 10,100 a. C.El Creciente Fértil de Asia occidental, Egipto y la India fueron los lugares donde se planificó la siembra y la cosecha de plantas que anteriormente se habían recolectado en la naturaleza. El desarrollo independiente de la agricultura se produjo en el norte y el sur de China, el Sahel de África, Nueva Guinea y varias regiones de las Américas.the history of maize cultivation in southern Mexico dates back 9,000 years. New York Times, (2010-05-25) Los ocho cultivos fundadores del Neolítico (trigo emmer, trigo einkorn, cebada, guisantes, lentejas, arveja amarga, garbanzos y lino) habían aparecido alrededor del 7000 a. La horticultura aparece por primera vez en el Levante durante el período calcolítico alrededor del 6800 al 6300 a. C.Debido a los tejidos blandos, la evidencia arqueológica de los primeros vegetales es escasa. Los primeros restos vegetales se han encontrado en cuevas egipcias que datan del segundo milenio antes de Cristo.

La cría selectiva de plantas domesticadas fue antaño la principal forma que tenían los primeros agricultores de adaptar los organismos a sus necesidades. Charles Darwin describió tres tipos de selección: la selección metódica, en la que los humanos seleccionan deliberadamente características particulares; la selección inconsciente, en la que se selecciona una característica simplemente porque es deseable; y la selección natural, en la que se transmite un rasgo que ayuda a un organismo a sobrevivir mejor::::Kingsbury, Noel (2009). Hybrid: The History and Science of Plant Breeding. University of Chicago Press. .:25 La cría primitiva se basaba en la selección inconsciente y natural. Se desconoce la introducción de la selección metódica: 25 Entre las características comunes que se introdujeron en las plantas domesticadas se incluyen granos que no se rompían para permitir una cosecha más fácil, maduración uniforme, periodos de vida más cortos que se traducen en un crecimiento más rápido, pérdida de compuestos tóxicos y productividad. 27-30 Algunas plantas, como el plátano, pudieron propagarse por clonación vegetativa. La descendencia no solía contener semillas, por lo que era estéril. Sin embargo, estos descendientes solían ser más jugosos y grandes. La propagación mediante clonación permite cultivar estas variedades mutantes a pesar de su falta de semillas. 31

La hibridación fue otra forma en que se introdujeron cambios rápidos en la composición de las plantas. A menudo aumentaba el vigor de las plantas y combinaba rasgos deseables. Lo más probable es que la hibridación ocurriera por primera vez cuando los humanos cultivaron por primera vez plantas similares, pero ligeramente diferentes, en estrecha proximidad. Triticum aestivum, el trigo utilizado para hornear pan, es un alopoliploide. Su creación es el resultado de dos eventos de hibridación separados.

El injerto puede transferir cloroplastos, ADN mitocondrial y todo el núcleo celular que contiene el genoma para crear potencialmente una nueva especie, lo que hace que el injerto sea una forma de ingeniería genética natural.

Los rayos X se utilizaron por primera vez para mutar plantas deliberadamente en 1927. Entre 1927 y 2007, se produjeron más de 2.540 variedades de plantas genéticamente mutadas utilizando rayos X.

Genética alt=|izquierda|miniaturadeimagen|300x300px|Griffith demostró la existencia de un "principio transformador", que Avery, MacLeod y McCarty demostraron más tarde que era el ADN . Varios descubrimientos genéticos han sido esenciales en el desarrollo de la ingeniería genética. La herencia genética fue descubierta por primera vez por Gregor Mendel en 1865 luego de experimentos que cruzaban guisantes. Aunque fue ignorado en gran medida durante 34 años, proporcionó la primera evidencia de segregación hereditaria y distribución independiente. En 1889, a Hugo de Vries se le ocurrió el nombre "(pan) gen" después de postular que las partículas son responsables de la herencia de las característicasVries, H. de (1889) Intracellular Pangenesis ("pan-gene" definition on page 7 and 40 of this 1910 translation in English) y el término "genética" fue acuñado por William Bateson en 1905. En 1928, Frederick Griffith probó la existencia de un "principio transformador" involucrado en la herencia, que Avery, MacLeod y McCarty más tarde (1944) identificaron como el ADN. Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle desarrollaron el dogma central de que los genes codifican proteínas en 1941. La estructura de doble hélice del ADN fue identificada por James Watson y Francis Crick en 1953. derecha|miniaturadeimagen| La bacteria Agrobacterium tumefaciens inserta T-DNA en las células vegetales infectadas, que luego se incorpora al genoma de las plantas. Además de descubrir cómo funciona el ADN, hubo que desarrollar herramientas que permitieran manipularlo. En 1970, el laboratorio de Hamilton Smith descubrió enzimas de restricción que permitían cortar el ADN en lugares específicos y separarlo en un gel de electroforesis. Esto permitió a los científicos aislar genes del genoma de un organismo. Las ligasas de ADN, que unen el ADN roto, se descubrieron a principios de 1967 y al combinar las dos enzimas fue posible "cortar y pegar" secuencias de ADN para crear ADN recombinante. Los plásmidos, descubiertos en 1952, se convirtieron en herramientas importantes para transferir información entre células y replicar secuencias de ADN. Frederick Sanger desarrolló un método para secuenciar el ADN en 1977, aumentando considerablemente la información genética disponible para los investigadores. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR), desarrollada por Kary Mullis en 1983, permitió amplificar pequeñas secciones de ADN y ayudó a identificar y aislar material genético.

Además de manipular el ADN, había que desarrollar técnicas para su inserción (lo que se conoce como transformación) en el genoma de un organismo. El experimento de Griffiths ya había demostrado que algunas bacterias tenían la capacidad de captar y expresar ADN extraño de forma natural. La competencia artificial se indujo en Escherichia coli en 1970, cuando Morton Mandel y Akiko Higa demostraron que podía captar el bacteriófago λ tras tratarlo con una solución de cloruro cálcico (CaCl2). Dos años más tarde, Stanley Cohen demostró que el tratamiento con CaCl2 también era eficaz para la captación de ADN plasmídico. La transformación mediante electroporación se desarrolló a finales de la década de 1980, aumentando la eficacia y el alcance bacteriano. 1907 se descubrió una bacteria que causaba tumores en las plantas, Agrobacterium tumefaciens, y a principios de la década de 1970 se descubrió que el agente inductor de tumores era un plásmido de ADN llamado plásmido Ti. Mediante la eliminación de los genes del plásmido que causaba el tumor y la adición de nuevos genes, los investigadores pudieron infectar plantas con A. tumefaciens y dejar que las bacterias insertaran el ADN elegido en los genomas de las plantas.

Primeros organismos genéticamente modificados alt=|izquierda|miniaturadeimagen| Paul Berg creó las primeras moléculas de ADN recombinante en 1972. En 1972, Paul Berg utilizó enzimas de restricción y ligasas de ADN para crear las primeras moléculas de ADN recombinante. Combinó el ADN del virus del mono SV40 con el del virus lambda. Herbert Boyer y Stanley Norman Cohen llevaron el trabajo de Berg un paso más allá e introdujeron ADN recombinante en una célula bacteriana. Cohen estaba investigando plásmidos, mientras que el trabajo de Boyer involucraba enzimas de restricción. Reconocieron la naturaleza complementaria de su trabajo y se unieron en 1972. Juntos encontraron una enzima de restricción que cortó el plásmido pSC101 en un solo punto y pudieron insertar y ligar un gen que confería resistencia al antibiótico kanamicina en la brecha. Cohen ya había ideado un método para inducir a las bacterias a absorber un plásmido, con el que consiguieron crear una bacteria que sobrevivía en presencia de kanamicina. Se trataba del primer organismo modificado genéticamente. Repitieron los experimentos para demostrar que otros genes podían expresarse en bacterias, incluido uno del sapo Xenopus laevis, la primera transformación entre reinos. alt=|miniaturadeimagen| En 1974 Rudolf Jaenisch creó el primer animal transgénico .