Plazmīda ir apļveida DNS gabals, kas atrodams daudzās baktērijās. Plazmīdu visievērojamākā iezīme ir tā, ka tās replikējas neatkarīgi no saimnieka galvenās DNS. Bieži vien plazmīdu izmanto rekombinantās klonēšanas tehnoloģijā, lai klonētu tikko izolētus gēnus. Ļoti bieži tiek izmantota arī rekombinantā plazmīda, lai ekspresētu lielu daudzumu zināma gēna, lai no tā iegūtu RNS vai proteīnu. Šāda rekombinanto gēnu ekspresija ir bijusi neaizstājama biotehnoloģijas nozarē.
Rekombinantās plazmīdas pirmo reizi tika izstrādātas baktēriju pasaules laboratorijas žurkām Escherichia coli. Šādas plazmīdas var saturēt daudzi citi baktēriju veidi. Šie pašreplicējošās DNS biti var dabiski pārvietoties starp dažāda veida baktērijām. Neskatoties uz to, dažreiz bija grūti ievadīt rekombinantās plazmīdas cita veida baktērijās.
Primārā procedūra DNS ievadīšanai citās šūnās ir pazīstama kā transformācija, kurā baktērijas tiek apstrādātas ar ķīmiskām vielām, kas liek tām uzņemt svešu DNS. Vēl viena metode ietver baktēriju šokēšanu ar elektrisko strāvu. To sauc par elektroporāciju.
Rekombinantās plazmīdas izveides iemesli ir dažādi. Bieži vien, kad DNS pirmo reizi tiek izolēta no konkrēta audu vai organisma, tā tiek pārveidota par plazmīdām, lai izveidotu bibliotēku. Pēc tam DNS var iegūt no atsevišķām kolonijām. Pēc tam tos var pārbaudīt ar DNS sekvencēšanu, lai noteiktu, kāda veida gēni ir klāt, ja sekvences atrodas datu bāzē. Dažreiz tiek klonēti gēni ar nezināmām funkcijām.
Citos gadījumos gēnu produkts ir labi zināms, bet pētnieki vēlas izteikt lielus tā daudzumus turpmākai izpētei. Gēnu var klonēt rekombinantās plazmīdās, kas ir pārmērīgas ekspresijas vektori. Tie ir īpaši izstrādāti, lai ražotu lielu daudzumu RNS vai olbaltumvielu. Tas ir bijis īpaši vērtīgs cilvēka rekombinantajām olbaltumvielām, kuras iepriekš bieži bija pieejamas tikai no līķiem, kas apgrūtināja konkrēta gēna funkcijas izpēti.
Plazmīdas konstruēšanā, ko var izmantot molekulārajā klonā, ir iesaistīti vairāki faktori. Plazmīdai jābūt ar atlasāmu marķieri. Tas ļauj atlasīt šūnu ar gēnu. Parasti to šūnu populācija, kurām trūkst gēna ar marķieri, ievērojami pārsniedz to šūnu skaitu, kas to pārnēsā. Parasti rekombinantai plazmīdai ir rezistence pret antibiotikām vai tā var augt, ja nav noteiktas aminoskābes.
Šādai plazmīdai ir nepieciešams replikācijas sākums, lai tā varētu sākt sintezēt savu rekombinanto DNS. Turklāt rekombinantai plazmīdai ir nepieciešamas īpašas sekvences, lai restrikcijas enzīms varētu šķelt DNS, lai klonēšanas vektorā varētu ievietot gēnu. Ir liels skaits restrikcijas enzīmu, kas ir ļoti specializēti specifiskām DNS sekvencēm, kurām jāatrodas vietā, kur sākas un beidzas gēns.
Tradicionālie baktēriju celmi ir izmantoti DNS klonēšanai gadu desmitiem. Turklāt ir jauni komplekti, kuros tiek izmantoti īpaši konstruēti baktēriju celmi, lai veicinātu gēnu produkta pārmērīgu ekspresiju. Tie apvieno gēna klonēšanas tehnoloģiju ar metodi, kas ļauj viegli attīrīt no gēna ekspresēto proteīnu, tiklīdz tas ir klonēts rekombinantajā plazmīdā.