Η κλωνοποίηση γονιδίων επιτρέπει στους ερευνητές να δημιουργήσουν αντίγραφα ενός γονιδίου που ενδιαφέρει για περαιτέρω μελέτη, χρήση σε ιατρικές δοκιμές ή θεραπεία. Περιλαμβάνει μια σειρά από στάδια για τον διαχωρισμό του γονιδίου και τη διάδοσή του. Τα επιστημονικά εργαστήρια μπορούν να παρέχουν αυτήν την υπηρεσία κατόπιν αιτήματος για πελάτες και οι ερευνητές μπορούν επίσης να την κάνουν στις δικές τους εγκαταστάσεις, εφόσον διαθέτουν τον απαραίτητο εξοπλισμό. Ένα πλεονέκτημα της χρήσης εργαστηρίου τρίτου μέρους μπορεί να είναι η αυξημένη αξιοπιστία των αποτελεσμάτων της μελέτης.
Το πρώτο βήμα στην κλωνοποίηση γονιδίων περιλαμβάνει την επεξεργασία του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) με αυτά που είναι γνωστά ως ένζυμα περιορισμού. Αυτές οι χημικές ενώσεις κόβουν το DNA σε συγκεκριμένα σημεία, αναζητώντας συγκεκριμένες σειρές μεμονωμένων αμινοξέων που υποδεικνύουν ρήξεις μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του γονιδιώματος. Το τεμαχισμένο DNA μπορεί να αναμιχθεί με πλασμίδια, εξειδικευμένες πρωτεΐνες, αφού τα πλασμίδια υποβληθούν σε επεξεργασία με τα δικά τους ένζυμα περιορισμού. Θραύσματα στο άκρο του DNA μανδαλώνουν πάνω σε ανοίγματα του πλασμιδίου και συντήκονται μαζί με τη βοήθεια ενός άλλου ενζύμου.
Τα επεξεργασμένα πλασμίδια μπορούν να εισαχθούν σε βακτήρια για να δημιουργηθεί μια γενετική βιβλιοθήκη. Τα βακτήρια έχουν ήδη σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν πλασμίδια για την ανταλλαγή και την ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών. Μόλις υποβληθούν σε θεραπεία, οι ερευνητές μπορούν να τα καλλιεργήσουν και να ξεχωρίσουν οργανισμούς που παράγουν συγκεκριμένα γονίδια. Ενθαρρύνουν τις αποικίες που παράγουν το γονίδιο να συνεχίσουν να αναπτύσσονται, ώστε να μπορούν να το εξαγάγουν και να το καθαρίζουν. Η κλωνοποίηση γονιδίων παράγει πολλά πανομοιότυπα αντίγραφα της ίδιας γενετικής αλληλουχίας.
Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν την κλωνοποίηση γονιδίων για μια ποικιλία δραστηριοτήτων. Αυτά μπορεί να κυμαίνονται από καθαρή επιστημονική έρευνα για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την κατασκευή του DNA έως ενεργές μελέτες για τη θεραπεία συγκεκριμένων ιατρικών καταστάσεων. Για παράδειγμα, μπορούν να συγκρίνουν και να αντιπαραβάλουν γονίδια για να ανακαλύψουν τι συμβαίνει όταν διαδίδονται σφάλματα στο γονιδίωμα. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να αναπτύξουν γενετικές δοκιμές για τον εντοπισμό της νόσου και να εργαστούν σε θεραπείες για την αντιμετώπιση συγκεκριμένων γενετικών παθήσεων. Οι βιβλιοθήκες γονιδίων μπορούν επίσης να αποθηκευτούν για μελλοντική αναφορά και πρόσθετα έργα.
Απαιτούνται αυστηροί έλεγχοι με την κλωνοποίηση γονιδίων. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν ειδικά σχεδιασμένα πλασμίδια και βακτήρια για να αυξήσουν την ακρίβεια και την αξιοπιστία. Παρακολουθούν προσεκτικά τις συνθήκες στο εργαστήριο για να αποφύγουν την εισαγωγή μόλυνσης ή βλάβης στο DNA, καθώς αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε σφάλματα. Εάν δεν εντοπιστούν, τα σφάλματα ενδέχεται να μολύνουν την τρέχουσα και μελλοντική έρευνα και θα μπορούσαν να προκαλέσουν σημαντικά προβλήματα. Οι περιοδικές δοκιμές, συμπεριλαμβανομένων αξιολογήσεων γενετικού υλικού από τρίτους, μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό προβλημάτων με κλωνοποιημένα γονίδια και δείγματα, ώστε να επιτρέψουν στους ερευνητές να εντοπίσουν αυτά τα ζητήματα έγκαιρα.