可以用於控制基因表現的位置和水平是要啟動哪種基因的轉錄?
子區
基因工程是一組使用生物技術直接操縱有機體基因組、用於改變細胞的遺傳物質技術。包括了同一物種和跨物種的基因轉移以產生改良的或新的生物體。可以通過使用分子複製技術分離和複製需要的遺傳物質以產生DNA序列，或通過合成DNA，然後插入宿主生物體，以此將新的遺傳物質插入宿主基因組中。可以使用核酸酶除去或敲除基因。基因靶向是使用同源重組來改變內源基因的不同技術，並且可以用於缺失基因，去除外顯子，添加基因或引入點突變。通過基因工程產生的生物體被認為是基因轉殖生物體。第一種基因轉殖生物是1973年產生的細菌和1974年的基因轉殖小鼠。胰島素產生細菌在1982年商業化，基因轉殖食品自1994年以來一直銷售。作為寵物設計的第一種基因轉殖生物GloFish於2003年12月首先在美國銷售。遺傳工程技術已經應用於許多領域，包括研究、農業、工業生物技術和醫學。用於洗衣洗滌劑和藥物如胰島素和人生長激素的酶現在在基因轉殖細胞中製造，實驗性基因轉殖細胞系和基因轉殖動物例如小鼠或斑馬魚正用於研究目的，並且基因轉殖作物已經商業化。
第一步是選擇並分離將被插入到遺傳修飾的生物體中的基因。要把目的基因從供體DNA長鏈準確地剪下下來，可不是一件容易的事。1968年，沃納阿爾伯、丹尼爾內森斯和漢彌爾頓史密斯第一次從大腸桿菌中提取出了限制性核酸內切酶，它能夠在DNA上尋找特定的切點，認準後將DNA分子的雙鏈交錯地切斷。人們把這種限制性內切酶稱為分子剪刀。這種分子剪刀可以完整地切下個別基因。自1970年以來，人們已經分離提取了400多種分子剪刀。有了形形色色的分子剪刀，人們就可以隨心所欲地進行DNA分子長鏈的切割了。可以使用限制酶分離基因以將DNA切割成片段並進行凝膠電泳，以根據長度將它們分離出來。聚合酶鏈反應也可以用於擴增基因區段，然後可以通過凝膠電泳分離。如果所選擇的基因或供體生物體的基因組已經被充分研究，它可以存在於基因庫中。如果DNA序列已知，但沒有該基因的拷貝可用，則可以人工合成。要插入遺傳修飾的生物體中的基因必須與其它遺傳元件組合以使其正常工作。還可以在該階段修飾基因以更好地表現或有效性。除了要插入的基因之外，大多數構建體含有啟動子和終止子區以及選擇標記基因。啟動子區基因的轉錄，並且可以用於控制基因表現的位置和水平，而終止子區終止轉錄。在大多數情況下賦予其在其中表現的生物體抗生素抗性的選擇性標記，需要確定哪些細胞用新基因轉化。
基因表現是用基因中的資訊來合成基因產物的過程。產物通常是蛋白質，但對於非蛋白質編碼基因，如轉運RNA和小核RNA，產物則是RNA。所有已知生物都通過基因表現來生成生命所需的高分子物質。基因表現的過程可分為轉錄、RNA剪接、轉譯、蛋白質的轉譯後修飾這幾步。基因表現調控控制細胞的結構與功能，同時也是細胞分化、形態發生及生物體的多功能性和適應性的基礎。不同的時間、不同的環境，以及不同部位的細胞，或是基因在細胞中的含量差異，皆可能使基因產生不同的表現。基因調節也可以作為進化變化的受質，因為基因表現的時間，位置和數量的控制可以對基因在細胞或多細胞生物體中的功能具有深遠的影響。在遺傳學中，基因表現是基因型產生表型的最基本的層次。
如前所述，代謝的中心途徑，如糖解和三羧酸循環，存在於三域中的所有生物體中，也曾存在於「最後的共同祖先」中。共同祖先細胞是原核生物，並且很可能是一種具有廣泛的胺基酸、醣類和脂類代謝的產甲烷菌。這些古老的代謝途徑之所以沒有進一步進化，其原因可能是途徑中的反應對於特定的代謝問題已經是一個優化的解決辦法，可以以很少的步驟達而到很高的效率。第一個基於酶的代謝途徑和之前的代謝途徑是原始的核糖核酸世界的組成部分。在進化出新的代謝途徑的同時，進化也可能造成代謝功能的降低或喪失。例如，一些寄生物失去了對於生存非關鍵的代謝進程，代之以直接從宿主體內獲取胺基酸、核苷酸和醣類。類似的代謝能力退化的現象在一些內共生生物體中也被觀察到。