Plazmid je kružni dio DNK koji se nalazi u mnogim bakterijama. Najznačajnija značajka plazmida je da se repliciraju neovisno o glavnoj DNK domaćina. Često se plazmid koristi u tehnologiji rekombinantnog kloniranja za kloniranje novoizoliranih gena. Također je vrlo uobičajeno koristiti rekombinantni plazmid za ekspresiju velikih količina poznatog gena za dobivanje RNA ili proteina iz njega. Takva ekspresija rekombinantnih gena bila je neophodna za biotehnološku industriju.
Rekombinantni plazmidi su prvi put razvijeni u laboratorijskom štakoru iz svijeta bakterija, Escherichia coli. Mnoge druge vrste bakterija mogu sadržavati takve plazmide. Ovi dijelovi DNK koji se samoreplicira mogu se prirodno prenositi između različitih vrsta bakterija. Unatoč tome, ponekad je bilo teško uvesti rekombinantne plazmide u druge vrste bakterija.
Primarni postupak za uvođenje DNK u druge stanice poznat je kao transformacija, u kojoj se bakterije tretiraju kemikalijama zbog kojih postoji veća vjerojatnost da će preuzeti stranu DNK. Druga tehnika uključuje šokiranje bakterija električnom strujom. To je poznato kao elektroporacija.
Razlozi za stvaranje rekombinantnog plazmida su različiti. Često kada se DNK prvi put izolira iz određenog tkiva ili organizma, transformira se u plazmide kako bi se stvorila biblioteka. Tada se DNK može ekstrahirati iz pojedinačnih kolonija. Zatim se mogu pregledati sekvenciranjem DNK kako bi se utvrdilo koje vrste gena su prisutne, ako su sekvence prisutne u bazi podataka. Ponekad se kloniraju geni s nepoznatim funkcijama.
U drugim slučajevima, genski proizvod je dobro poznat, ali istraživači ga žele izraziti u velikim količinama za daljnje proučavanje. Gen se može klonirati u rekombinantne plazmide koji su vektori prekomjerne ekspresije. Osmišljeni su posebno za proizvodnju velikih količina RNA ili proteina. To je bilo osobito vrijedno za rekombinantne ljudske proteine, koji su prije često bili dostupni samo iz leševa, što je otežavalo proučavanje funkcije određenog gena.
Nekoliko čimbenika je uključeno u konstruiranje plazmida koji se može koristiti u molekularnom kloniranju. Plazmid mora imati selektabilni marker. To omogućuje odabir stanice s genom. Normalno, populacija stanica kojima nedostaje gen s markerom uvelike premašuje količinu stanica koje ga nose. Općenito, rekombinantni plazmid ima otpornost na antibiotik ili može rasti u odsutnosti određene aminokiseline.
Takav plazmid treba ishodište replikacije kako bi mogao početi sintetizirati svoju rekombinantnu DNA. Osim toga, rekombinantni plazmid zahtijeva skup posebnih sekvenci kako bi se omogućilo restrikcijskom enzimu da cijepa DNA kako bi se omogućilo umetanje gena u vektor za kloniranje. Postoji veliki broj restrikcijskih enzima koji su visoko specijalizirani za specifične sekvence DNA koje moraju biti prisutne na mjestu gdje počinje i završava gen.
Tradicionalni sojevi bakterija koriste se za kloniranje DNK desetljećima. Dodatno, postoje novi setovi koji koriste posebno konstruirane bakterijske sojeve kako bi se olakšala prekomjerna ekspresija genskog proizvoda. Oni kombiniraju tehnologiju za kloniranje gena s metodom koja omogućuje jednostavno pročišćavanje proteina koji se eksprimira iz gena nakon što je kloniran u rekombinantni plazmid.