thumb|260px|Reklám, a penicillin meggyógyítja a gonorrheát. A forrás Dél-Karolinából származik az 1940-es évekből. A penicillinre, mint egy csoda gyógyszerre tekintettek, amely hatalmas hasznot hozott a világháborúk korának. thumb|160px|A Genentech által szponzorált jel Dél-San Franciscoban, amely "a biotechnológia bölcsőjét" szimbolizálja thumb|160px|Rekombináns DNS technológia felhasználásával előállított szintetikus inzulin kristályok
A biotechnológia forradalmának alapja az a hatalmas tudományos fejlődés, amely az elmúlt három évszázadot jellemzi. Ahhoz, hogy ezt a forradalmat megértsük célszerű megvizsgálni ezen évszázadok tudománytörténetét.http://www.omikk.bme.hu_collections_mgi_fulltext_bio_2002_03_0306 Az 1950-es évekre a kémia és a genetika tudományának fejlődése a biotechnológia tudományában találkozott össze. A forradalmi technikák: a géntechnológia és a genom szekvenálás a kémia és biológia konvergenciájából ered, ezért célszerű külön-külön tanulmányozni a kémia, a genetika és a géntechnológia történetét.
Napjainkban a biotechnológia úttörői új megoldásokat fedeznek fel a takarmány-, élelmiszer- és fogyasztási cikkek jobb hozzáféréséhez. Ők a tudásukat a korábbi úttörők megszerzett tudományos újításaikra építették, mint például az egyiptomiak, Louis Pasteur, Gregor Mendel, James D. Watson, Francis Crick és Herbert Boyer tudására. A biotechnológia sok-sok ígérettel rendelkezik, amely képes javítani az életünket és bolygónk életét. A világ népessége várhatóan meghaladja a 9 milliárdot 2050-re, a biotechnológia új lehetőségek találkozás a világban arra, hogy csökkentse a keresletet az élelmiszerek, a takarmányok, az üzemanyagok iránt. Napjainkra a biotechnológia tudománya olyan szintre jutott, hogy fenntartható megoldásokat nyújt alapvetően egy jobb, biztonságosabb, egészségesebb élet reményében a Földön.http://www.bloomsburyacademic.com/v iew/InternationalGovernanceBiotechnology_9781849661812/chapter-ba-9781849661812-chapter-0000265.xml
Egyes kutatók szerint jelenleg 2000 petabájt (kb. 2000 millió gigabájt) tudományos adat ismert. Nem egészen 500 év alatt jutottunk el napjainkig. A modern természettudomány 3 byte/napos sebességgel kezdődött. Körülbelül ilyen tempóban gyűltek az adatok évszázadokon át.
Modern kémia (1770 – 1953) thumb|160px|left|A sörgyártás egy korai példája a biotechnológia fejlődésének kezdeti szakaszában A korszerű kémia és a modern biotechnológia közötti kapcsolat sokak számára első látásra nem nyilvánvaló. Sok fontos lépést kellett megtenni a kémia területén, mielőtt a tudósok képesek voltak meghatározni bonyolult molekuláris struktúrákat, mint például a DNS-t.Grace, Biotechnology Unzipped, p. 155 A legnagyobb jelentőségű felfedezés a DNS molekuláris szerkezetének (ez kémiai tulajdonság) meghatározása James D. Watson és Francis Crick által, 1953-ban született meg. Ezen a ponton a kémia és a biológia területei egyesültek oly módon, hogy eszközt, technikát és tudást képeztek a biotechnológiai forradalom beindításához.RusVinyl – Summary of Social Issues (EBRD)Первенец микробиологической промышленности (Microbiological industry's first plant), in: Станислав Марков (Stanislav Markov) «Кстово - молодой город России» (Kstovo, Russia's Young City) and Kirishi (1974).name=johnson>KIRISHI: A GREEN SUCCESS STORY? (Johnson's Russia List, Dec. 19, 2002) A kémiai atom-elmélet és a periódusos rendszer (1770 – 1869) Lavoisier kifinomult koncepciója az elemekről, amely a kémiai atom-elmélet, azaz "a különböző elemek alapvetően más atomok".Hudson 1992 , p . 77. Ő és több tudós is dolgozott az elemek azonosításán. Lavoisier felsorolt harmincegy elemet az 1789-ben megjelent Elements of Chemistry c. könyvében. Berzelius felsorolt negyvenkilencet elemet 1826-ban, míg Mengyelejev periódusos rendszere 1869-ben megjelenik.
A kémia kettéválik, szerves és szervetlen kémiára (1860 – 1898) thumb|110px|Spiritusz láng spektruma Szerves vegyületek széntartalmúak, míg a szervetlen vegyületek azok, amelyek nem. A Mengyelejev hagyta hézagok a periódusos rendszerében megjósolta ugyan az elemeket, de beazonosítani két technika segítette az ismeretlen elemeket. Az első, 1860-ban felfedezett spektrométer. Fel lehetne használni arra, hogy elemezzék égő anyagok által kibocsátott fényjelenség hullámhosszát.Hudson 1992 , p. 125. Több elemet fedeztek fel ezen a módon. 1898-ban Marie és Pierre Curie felfedezi a radioaktivitást és új elemeket, köztük a rádiumot és polóniumot, radioaktív izotópokat.
A szerves vegyületek szintézise (1823 – 1953)
thumb|180px|left|Wöhler-szerinti karbamid szintézis thumb|210px|Az oseltamivir (Tamiflu) vírusellenes gyógyszerhatóanyag totálszintézise jól elkülöníthető kémiai reakcióból áll össze Az ismeretek bővülése viszonylag egyszerűbb molekula szerkezetek létrehozását tette lehetővé. A megnövekedett kutatómunkának, a növekvő tudásnak, ismeretanyagnak köszönhetően szerves és szervetlen vegyületek szintézisére került sor. Először 1828-ban a karbamid szintézisével bizonyították ezt. Ahogy egyre több molekulát szintetizáltak, a vegyészek képesek voltak egyre bonyolultabb struktúrákat, komplex molekulákat előállítani, amelyek léteztek a természetben is. Ez volt az a munka ezen a területen, amely a DNS szerkezetének felfedezését elősegítette. Egy új technika, az 1913-ban kifejlesztett röntgen-krisztallográfia volt, amely lehetővé tette azonosítását sokkal nagyobb molekulák szerkezetének. Ez a technika lényegében egy fényképe egy molekulának a kristályos molekula szerkezetéről, kihasználva a röntgen-diffrakció elvét, vagyis azt, hogy röntgen sugarak letérnek az eredeti pályájukról, amikor elérik a molekulát.
A technika finomodott a következő évtizedekben, így élesebb kép készítése vált lehetővé. Ez a kép a DNS felfedezésével élesebbé vált Rosalind Franklinnek köszönhetően 1952-ben, és még ebben az évben Erwin Chargraff 1. szabálya is: az adenin bázisok egyenlő számúak a timin bázisok számával és a guanin bázisok egyenlők a citozin bázisok számával. Majd a kettős hélix vagy létraszerkezet adta Watson és Crick felfedezésével a teljes képet 1953-ban. A modern kémia fejlődése a késő 18. századtól kezdve lehetővé tette a DNS szerkezetének kidolgozását 1953-ra. A DNS szerkezeti tulajdonságainak és funkcióinak együttes ismerete megvalósította a genetika tudományát, ahol a DNS az örökletes információ hordozója. Az új technikának a géntechnológiának gyors fejlődését és ezen történéseken keresztül a biotechnológia forradalmát hozta.
Genetika kialakulása (1900 – 1953) thumb|150px|left|A DNS kémiai szerkezete A citológiával kombinált genetikai alig több mint fél évszázad alatta jutott el a döntő felfedezéshez, vagyis a DNS-nek elsődleges szerepe van az öröklődésben és a sejtek működésében. Párosítva az új ismereteket a DNS molekuláris szerkezetével vezetett a gyors fejlődéséhez az új genetikai eszközöknek és technikáknak, amelyek elősegítették a biotechnológiai forradalmát. Mendeltől a biotechnológia fogalmán át az elektroforézisig (1900 – 1937) Mendel törvényeinek újra felfedezése thumb|150px| Domináns és recesszív fenotípus. (1) szülői generáció. (2) F 1 generáció. (3) F 2 generáció. Domináns (piros) és a recesszív (fehér) fenotípus egyformán néz ki az F 1. (első) generációban és 3:1 arányban mutatnak az F 2. (második) generáció.
Mendel törvényeinek újra felfedezésére több mint egy negyed évszázadot kellett várni. Mendel munkájának jelentőségét a tudományos közvélemény sokáig nem ismerte fel. Ehhez talán a legközelebb Haacke (1893) jutott, aki egerekkel végzett kísérleteket. Valójában tökéletes mendeli analízist végzett, de az egyes kombinációk gyakoriságát nem jegyezte fel. Először De Vries figyelt fel Mendel művére 1900-ban, amikor 3 cikket is közölt különböző növényi hibridekről. Észrevette az F2 generációban a 3:1 arányú hasadást, valamint az 1:1 hasadást, ha az F2 utódokat a homozigóta recesszív szülőhöz keresztezi vissza. Érdekes módon Mendel nevét csak a legutoljára közölt munkájában említi meg. Valószínű, hogy csak ekkor olvashatta Mendel közleményét. 1857-ben, a biológusok először megfigyeltek kis pálca alakú szervet osztódó sejtekben, amelyeket 23 évvel később kromoszómáknak neveztek el.
A DNS történetének kezdete thumb|160px|left|A nukleotidok A DNS történetének kezdete 1869. január 1. Johann Miescher nukleinsavat talált gennyes kötszer fehérvérsejtjeiben. Ez utóbbi vezette később a tudósokat arra a gondolatra, hogy a DNS lehet az örökítőanyag egy élő organizmusban. A DNS-t 1871-ben azonosították a Rajnában élő pisztráng spermájából, bár pontos szerepe az öröklődésben tisztázatlan maradt. Albrecht Kossel német biokémikus 1879-ben megállapította, hogy a nukleinsavak tagjai ötféle bázis adenin, timin, citozin, guanin és uracil kombinációi. A belga biológus, Eduard Van Beneden 1882-ben felfedezte, hogy minden faj jellegzetes kromoszómaszámmal rendelkezik. Sok modern biotechnológiai fejlesztés a gének és a genetika részletes ismeretén alapulnak. Ez a tudás az elmúlt században gyűlt össze.
A modern genetika tudománya sokak szerint 1900-ban kezdődött, Mendel munkájának, a borsónövények öröklési tényezőinek (faktorok, később nevezhetjük géneknek) újra felfedezésével.http://www.timetoast.com/timelines/110077 Mendel közzé tette munkáját 1866-ban, de kevés figyelmet kaptak, amíg ugyanazon elveket egymástól függetlenül 1900-ban a három tudós (Carl Correns, Hugo de Vries és Erich Von Tschermark) újra felfedezték. A sejtek tanulmányozhatóságát (citológia) az segítette, hogy javult a mikroszkópok felbontó képessége. Ez ahhoz vezetett, hogy a kromoszómákat 1879-ben felfedezik.
A kromoszómaelmélet általánossá válik thumb|160px|A kromoszóma kondenzált szerkezete. DNS kondenzáció szintjei: (1) DNS szál (2) Kromatin szál (DNS hisztonokkal). (3) Kromatin interfázis alatt centromér. (4) Kondenz kromatin profázis alatt. (5) Kromoszóma metafázis alatt.
A kromoszómaelmélet általánossá válik a századfordulón. 1900-ban azt is kimutatták már, hogy a fehérjék és nukleinsavak sejteken belül jelen vannak. A 20. század elején megállapították, hogy gén található a kromoszómákban. Azonban nem volt 1952-ig széles körben elfogadott a genetikusok körében az, hogy a DNS hordozza a genetikai információt. 1906, a genetika fogalmának bevezetése. Miután Darwin munkája megjelent (A fajok eredete, 1859-ben.), sokan igyekeztek felfedezni, hogy a fajra jellemző tulajdonságokat hogyan lehet átvinni a szülőkről az utódokra. Azt sejtették , hogy "anyagi tényezők" az okozói, és elismerték, Hugo de Vries gondolatát (írásban 1910-ben), hogy "elemi egységek, amelyek az öröklődésért felelősek. Csakúgy, mint a fizika és a kémia visszament a molekulák és atomok egységének szintjére, a biológia tudományának kell meghatározni ezeket az elemi egységeket, hogy megmagyarázzák ezek révén az élővilág egyedeinek változékonyságát.".Fruton 1972 , 225. (Az egységek valójában kiderült, hogy a DNS-molekulák.)
Gének és kromoszómájuk kapcsolata 1910-ben nyilvánvalóvá válik, amikor gyümölcs legyek tanulmányozása során Thomas Hunt Morgan felfedezte, hogy a gének a kromoszómákon vannak. A mutáció jelenségét megfigyeli Drosophila melanogaster muslicában és 1913-ban, "crossing-over"-nek nevezi Thomas Hunt-Morgan. 1925-ben Morgan csapata 100 gént talált a Drosophila négy kromoszómáján. 1919-ben Thomas Hunt-Morgan azonosította az XY, férfi és női, XX-kromoszómát és az volt a véleménye, hogy bizonyos, jellegzetes vonások lehetnek nemhez kötöttek. Később megmutatta, hogyan a génmutáció módosíthatja a nemre jellemző öröklött tulajdonságokat.
A biotechnológia szó először jelenik meg nyomtatásban