Η ανασυνδυασμένη κλωνοποίηση αναφέρεται συνήθως σε τεχνικές ανασυνδυασμένου DNA. Αυτό περιλαμβάνει το συνδυασμό αλληλουχιών DNA που δεν θα υπήρχαν φυσικά. Αυτές οι τεχνικές μερικές φορές ονομάζονται επίσης γενετική μηχανική. Συγκεκριμένα τμήματα DNA απομονώνονται και συνδυάζονται σε μια μικρότερη μονάδα DNA που θα αντιγράψει και θα ενισχύσει τον αριθμό των κλωνοποιημένων μορίων DNA.
Οι οργανισμοί ξενιστές για την ανασυνδυασμένη κλωνοποίηση είναι συχνά βακτήρια. Το όχημα του DNA που χρησιμοποιείται για την κλωνοποίηση είναι γνωστό ως φορέας και είναι συνήθως ένας ιός ή ένα πλασμίδιο — ένα κυκλικό κομμάτι βακτηριακού DNA που βρίσκεται έξω από το βακτηριακό χρωμόσωμα. Ένα πλασμίδιο για κλωνοποίηση θα έχει μια αρχή αντιγραφής έτσι ώστε να μπορεί να αντιγραφεί μόνο του, μια θέση κλωνοποίησης και κάποιο είδος επιλέξιμου δείκτη, όπως αντίσταση στα αντιβιοτικά. Αυτό θα εξασφαλίσει την επιλογή και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων που περιέχουν τον κλώνο.
Η θέση κλωνοποίησης έχει μια εξειδικευμένη αλληλουχία που θα αναγνωρίζεται από μια συγκεκριμένη περιοριστική ενδονουκλεάση – ένα ένζυμο που αναγνωρίζει συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA και κόβει τα νουκλεοτίδια. Το πλασμίδιο πρώτα θα κοπεί, έτσι ώστε να είναι γραμμικό. Οι ερευνητές γενικά προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν περιοριστικές ενδονουκλεάσες που αφήνουν «κολλώδη άκρα» που επικαλύπτονται και θα ανόπτουν τα άκρα του γονιδίου στόχου με συμβατές αλληλουχίες στον φορέα χρησιμοποιώντας λιγάση, αποκαθιστώντας το έτσι σε κύκλο. Μόλις το γονίδιο έχει κλωνοποιηθεί στον φορέα, ο φορέας εισάγεται στον ξενιστή έκφρασης του, συνήθως με μια διαδικασία γνωστή ως μετασχηματισμός, και αναπτύσσεται σε μεγάλες ποσότητες. Το DNA μπορεί στη συνέχεια να απομονωθεί και να χρησιμοποιηθεί σε πειράματα.
Η ανασυνδυασμένη κλωνοποίηση έχει επιτρέψει την ανάλυση μεγάλων ποσοτήτων μορίων που κανονικά εκφράζονται μόνο παροδικά στο κύτταρο, όπως mRNA και πρωτεΐνες. Αυτό έφερε επανάσταση στη μελέτη της βιολογίας. Υπάρχουν πολλές πρακτικές εφαρμογές της ανασυνδυασμένης κλωνοποίησης.
Πρωτεΐνες όπως η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη μπορούν να εκφραστούν σε μεγάλες ποσότητες μέσω ανασυνδυασμένης κλωνοποίησης. Τα διαγονιδιακά φυτά χρησιμοποιούνται στη γεωργία για την πρόληψη της επίθεσης από έντομα και παθογόνα. Πολλά τρόφιμα έχουν τροποποιηθεί γενετικά για να βελτιωθούν και οι αγελάδες υποβλήθηκαν σε θεραπεία με αυξητική ορμόνη βοοειδών που παράγεται με ανασυνδυασμένη κλωνοποίηση για να αυξηθεί η παραγωγή γάλακτος. Η γονιδιακή θεραπεία έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλές θεραπείες, συμπεριλαμβανομένης της θεραπείας μιας μορφής τύφλωσης. Τα ζώα μάλιστα κλωνοποιούνται, αν και οι κλώνοι υποφέρουν συχνά από προβλήματα υγείας.
Ορισμένες χρήσεις της ανασυνδυασμένης κλωνοποίησης είναι ιδιαίτερα αμφιλεγόμενες. Πολλοί άνθρωποι είναι αντίθετοι στην κατανάλωση γενετικά τροποποιημένων τροφίμων ή στην κατανάλωση γάλακτος με ανασυνδυασμένη ορμόνη. Υπάρχει μεγάλη ανησυχία ότι οι καλλιέργειες που έχουν τροποποιηθεί γενετικά μπορεί να διαδώσουν τα νέα τους γονίδια στην τοπική χλωρίδα.
Μερικοί άνθρωποι είναι φιλοσοφικά αντίθετοι στην αλλαγή των υφιστάμενων μορφών ζωής. Υπάρχει σχεδόν καθολική καταδίκη της ιδέας της ανθρώπινης κλωνοποίησης. Μένει να δούμε αν αυτές οι νέες τεχνολογίες θα αξιοποιήσουν πλήρως τις πρακτικές δυνατότητές τους ή αν η κοινωνία θα περιορίσει τη χρήση τους.