Par exemple, le gène de l'insuline humaine doit être isolé des cellules humaines de sorte à pouvoir être introduit dans les cellules de la bactérie E. coli. Par suite de l'incorporation du gène, les cellules bactériennes produisent la protéine de l'insuline humaine que l'on peut administrer aux diabétiques.
Pour isoler un gène, on peut travailler à rebours à partir de son produit protéique. Tout d'abord, au moins une partie de la protéine est séquencée, ce qui signifie que l'ordre des acides aminés qui constituent la chaîne protéique est déterminé. En général, il suffit de connaître les 30 premiers acides aminés de la protéine. Ensuite, selon la séquence connue d'acides aminés et si l'on comprend le processus de synthèse des protéines, on peut prédire la séquence de nucléotides d'une partie de la matrice d'ARN messager de la protéine.
Ensuite, on construit une sonde d'ADN monocaténaire complémentaire de la séquence prévue d'ARN messager. Par exemple, si une partie de la séquence prévue d'ARN messager est CUA GUA CGA, la section correspondante de la sonde d'ADN serait GAT CAT GCT, car G s'associe à C et A à T. (En fait, en raison de certains détails structurels relatifs aux molécules d'ADN, la séquence complémentaire devrait réellement s'écrire comme suit : TCG TAC TAG, qui correspond à GAT CAT GCT à l'envers. Toutefois, nous utilisons un format techniquement incorrect ici, pour éviter la confusion.) La sonde d'ADN est conçue pour être radioactive, de sorte qu'elle soit décelable lorsqu'elle se lie à son « image symétrique » d'ADN.
La sonde d'ADN monocaténaire est ensuite incubée avec un échantillon censé contenir la matrice complète de la protéine d'ARN messager. Lorsque nous isolerons l'ARN messager auquel se lie la sonde d'ADN, nous aurons probablement trouvé l'ARN messager que nous cherchions.
Une fois que l'on a trouvé le brin d'ARN messager, il suffit de travailler à rebours -- nous devons synthétiser le brin d'ADN qui aurait servi de matrice pour l'ARN messager. Il nous faut synthétiser de l'ADN à partir d'ARN.1 Il existe un enzyme appelé transcriptase inverse qui nous permet de faire cela. On retrouve cet enzyme dans certaines particules de virus appelées rétrovirus. Ces virus emploient l'ARN comme matériel génétique et utilisent la transcriptase inverse pour générer de l'ADN une fois qu'ils ont infecté une cellule hôte. Les biotechnologistes peuvent mélanger une transcriptase inverse avec des ARN messagers in vitro (à l'extérieur de cellules vivantes, en laboratoire, généralement dans un petit tube en plastique). Par conséquent, la séquence d'ADN pour le gène recherché est synthétisée par l'enzyme, selon le brin d'ARN messager présenté. Comme l'ADN produit a été fabriqué de manière artificielle en vue d'être complémentaire de l'ARN messager, on l'appelle ADN complémentaire.
