O plasmidă este o bucată circulară de ADN care se găsește în multe bacterii. Cea mai notabilă caracteristică a plasmidelor este că se reproduc independent de ADN-ul principal al gazdei. Adesea, o plasmidă este utilizată în tehnologia de donare recombinată pentru a clona gene nou izolate. De asemenea, este foarte obișnuit să se folosească o plasmidă recombinată pentru a exprima cantități mari dintr-o genă cunoscută pentru a obține ARN sau proteină din aceasta. O astfel de expresie a genelor recombinate a fost indispensabilă pentru industria biotehnologiei.
Plasmidele recombinante au fost dezvoltate pentru prima dată în șobolanul de laborator al lumii bacteriene, Escherichia coli. Multe alte tipuri de bacterii pot adăposti astfel de plasmide. Aceste bucăți de ADN cu auto-replicare se pot transfera în mod natural între diferite tipuri de bacterii. În ciuda acestui fapt, uneori a fost dificil să se introducă plasmidele recombinante în alte tipuri de bacterii.
Procedura primară de introducere a ADN-ului în alte celule este cunoscută sub numele de transformare, în care bacteriile sunt tratate cu substanțe chimice care le fac mai susceptibile de a prelua ADN străin. O altă tehnică presupune șocarea bacteriilor cu un curent electric. Acest lucru este cunoscut sub numele de electroporare.
Motivele pentru crearea unei plasmide recombinate variază. Adesea, atunci când ADN-ul este izolat pentru prima dată dintr-un anumit țesut sau organism, este transformat în plasmide pentru a crea o bibliotecă. Apoi ADN-ul poate fi extras din colonii individuale. Apoi, ele pot fi analizate prin secvențierea ADN-ului pentru a determina ce tipuri de gene sunt prezente, dacă secvențele sunt prezente într-o bază de date. Uneori sunt clonate gene cu funcții necunoscute.
În alte cazuri, produsul genetic este bine cunoscut, dar cercetătorii doresc să exprime cantități mari din acesta pentru studii ulterioare. Gena poate fi donată în plasmide recombinante care sunt vectori de supraexpresie. Sunt concepute special pentru a produce cantități mari de ARN sau proteine. Acest lucru a fost deosebit de valoros pentru proteinele umane recombinante, care anterior erau adesea disponibile numai de la cadavre, ceea ce face foarte dificilă studierea funcției unei anumite gene.
Mai mulți factori sunt implicați în construirea unei plasmide care poate fi utilizată în clonarea moleculară. Plasmida trebuie să aibă un marker selectabil. Acest lucru face posibilă selectarea unei celule cu gena. În mod normal, populația de celule care nu are gena cu marker depășește cu mult numărul de celule care o poartă. În general, o plasmidă recombinată are rezistență la un antibiotic sau poate crește în absența unui anumit aminoacid.
O astfel de plasmidă are nevoie de o origine de replicare, astfel încât să poată începe să-și sintetizeze ADN-ul recombinant. În plus, o plasmidă recombinantă necesită un set de secvențe speciale pentru a permite unei enzime de restricție să scindeze ADN-ul pentru a permite inserarea unei gene în vectorul de donare. Există un număr mare de enzime de restricție care sunt foarte specializate pentru secvențe specifice de ADN care trebuie să fie prezente acolo unde începe și se termină gena.
Tulpinile tradiționale de bacterii au fost folosite pentru clonarea ADN-ului de zeci de ani. În plus, există kituri noi care folosesc tulpini bacteriene special construite pentru a facilita supraexprimarea produsului genetic. Ei combină tehnologia de donare a unei gene cu o metodă care permite purificarea ușoară a proteinei exprimate din genă odată ce aceasta a fost donată în plasmida recombinantă.