Plasmid adalah bagian melingkar DNA yang ditemukan di banyak bakteri. Fitur yang paling menonjol dari plasmid adalah bahwa mereka bereplikasi secara independen dari DNA utama inang. Seringkali plasmid digunakan dalam teknologi kloning rekombinan untuk mengkloning gen yang baru diisolasi. Hal ini juga sangat umum untuk menggunakan plasmid rekombinan untuk mengekspresikan sejumlah besar gen yang diketahui untuk mendapatkan RNA atau protein darinya. Ekspresi gen rekombinan seperti itu sangat diperlukan untuk industri bioteknologi.
Plasmid rekombinan pertama kali dikembangkan pada tikus laboratorium dunia bakteri, Escherichia coli. Banyak jenis bakteri lain dapat menampung plasmid tersebut. Potongan-potongan DNA yang menggandakan diri ini dapat mentransfer secara alami antara berbagai jenis bakteri. Meskipun demikian, terkadang sulit untuk memasukkan plasmid rekombinan ke jenis bakteri lain.
Prosedur utama untuk memasukkan DNA ke dalam sel lain dikenal sebagai transformasi, di mana bakteri diperlakukan dengan bahan kimia yang membuat mereka lebih mungkin untuk mengambil DNA asing. Teknik lain melibatkan menyetrum bakteri dengan arus listrik. Ini dikenal sebagai elektroporasi.
Alasan untuk membuat plasmid rekombinan bervariasi. Seringkali ketika DNA pertama kali diisolasi dari jaringan atau organisme tertentu, DNA diubah menjadi plasmid untuk membuat perpustakaan. Kemudian DNA dapat diekstraksi dari koloni individu. Selanjutnya, mereka dapat disaring dengan sekuensing DNA untuk menentukan jenis gen apa yang ada, jika sekuens ada dalam database. Terkadang gen dengan fungsi yang tidak diketahui dikloning.
Dalam kasus lain, produk gen sudah dikenal, tetapi para peneliti ingin mengungkapkannya dalam jumlah besar untuk studi lebih lanjut. Gen tersebut dapat dikloning menjadi plasmid rekombinan yang merupakan vektor ekspresi berlebih. Mereka dirancang khusus untuk menghasilkan sejumlah besar RNA atau protein. Ini sangat berharga untuk protein manusia rekombinan, yang sebelumnya sering hanya tersedia dari mayat, sehingga sangat sulit untuk mempelajari fungsi gen tertentu.
Beberapa faktor terlibat dalam pembuatan plasmid yang dapat digunakan dalam kloning molekuler. Plasmid harus memiliki penanda yang dapat dipilih. Hal ini memungkinkan untuk memilih sel dengan gen. Biasanya, populasi sel yang kekurangan gen dengan penanda jauh melebihi jumlah sel yang membawanya. Umumnya plasmid rekombinan memiliki resistensi terhadap antibiotik, atau dapat tumbuh tanpa adanya asam amino tertentu.
Plasmid semacam itu membutuhkan asal replikasi sehingga dapat mulai mensintesis DNA rekombinannya. Selain itu, plasmid rekombinan memerlukan serangkaian urutan khusus untuk memungkinkan enzim restriksi membelah DNA untuk memungkinkan gen dimasukkan ke dalam vektor kloning. Ada sejumlah besar enzim restriksi yang sangat terspesialisasi untuk sekuens DNA spesifik yang harus ada di mana gen dimulai dan diakhiri.
Strain bakteri tradisional telah digunakan untuk kloning DNA selama beberapa dekade. Selain itu, ada kit baru yang menggunakan strain bakteri yang dibuat secara khusus untuk memfasilitasi ekspresi berlebih dari produk gen. Mereka menggabungkan teknologi untuk mengkloning gen dengan metode yang memungkinkan pemurnian protein yang diekspresikan dari gen dengan mudah setelah diklon ke plasmid rekombinan.