Unutar mnogih različitih bakterija u citoplazmi se mogu naći mali kružni dijelovi DNK. Ovi DNK krugovi poznati su kao plazmidi i odvojeni su od kromosomske DNK, odnosno DNK koja nosi gene za bakterijske stanice. Nekoliko kopija plazmida često je prisutno u bilo kojem trenutku u bakterijskoj stanici. Plazmidi imaju vrlo važnu ulogu u genetskom inženjeringu, posebice u kloniranju gena.
Kada su geni klonirani, proces se obično odvija unutar bakterija. Da bi se gen koji treba klonirati u bakteriju, neophodan je vektor. Plazmid je ono što se koristi kao vektor, jer može lako prijeći iz jedne stanice u drugu.
Postoji niz koraka koji su uključeni u kloniranje gena prije umetanja plazmida u stanicu domaćina. Prvo, gen koji se kopira mora biti izoliran, kao i plazmidi koji će se koristiti kao vektori. Nakon što je to učinjeno, gen se mora umetnuti u plazmidnu DNK. Plazmid se zatim ubacuje u bakterijsku stanicu domaćina radi replikacije.
Kako bi se izolirali plazmidi iz bakterijskih stanica, stanice se u početku moraju tretirati enzimima kako bi razbili stanične stijenke bakterija. Veća kromosomska DNA se odvaja od manjih plazmida pomoću centrifuge. Izolirana plazmidna DNA sada je spremna za umetanje gena u nju.
Plazmidi se sastoje od dvolančanog kruga DNK. Da bi se umetnuo željeni gen, plazmidna DNA se reže restrikcijskim enzimima. Ovi enzimi režu DNK samo na vrlo specifičnim nukleotidnim sekvencama. Nakon što je plazmidna DNA izrezana, na labave krajeve dodaju se vezne sekvence koje koreliraju s krajevima gena koji se ubacuje. To osigurava da se gen precizno uklapa u plazmid.
Nakon što je gen umetnut u plazmid, sada je spreman za umetanje u živu bakteriju. Bakterije repliciraju svoje plazmide tako da jedna stanica može sadržavati mnogo kopija. U jednoj bakteriji može biti do 200 kopija jednog plazmida. Ako se plazmid unese u mnoge bakterijske stanice, mnoge kopije gena mogu se proizvesti relativno brzo, osobito jer se bakterijske stanice repliciraju svakih 20 minuta.
Ovo je proces koji se koristi za stvaranje ljudskog inzulina. Gen koji kodira inzulin je izoliran i umetnut u plazmid. Svi plazmidi koji sadrže gen za inzulin zatim su uvedeni u bakteriju, gdje su replicirani. Bakterije su se tada nastavile razmnožavati, tako da se u vrlo kratkom vremenu mogu stvoriti milijuni stanica koje sadrže inzulinski gen. Ovaj klonirani gen sada predstavlja pouzdan izvor za ljudski inzulin.