Birçok farklı bakteri içinde sitoplazmada küçük dairesel DNA parçaları bulunabilir. Bu DNA daireleri plazmitler olarak bilinir ve bunlar kromozomal DNA veya bakteri hücreleri için genleri taşıyan DNA'dan ayrıdır. Plazmidlerin birkaç kopyaları çoğu zaman bakteri hücresinde herhangi bir zamanda bulunur. Plazmidler, genetik mühendisliğinde, özellikle gen klonlamasında çok önemli bir rol oynamaktadır.
Genler klonlandığında, işlem genellikle bakteri içinde gerçekleşir. Bakterilere klonlanacak olan genin elde edilmesi için bir vektör gereklidir. Bir plazmid, bir hücreden diğerine kolayca geçebileceği için vektör olarak kullanılır.
Bir konakçı hücreye bir plazmid yerleştirilmeden önce gen klonlamasında yer alan birkaç adım vardır. İlk olarak, kopyalanacak gen, vektörler olarak kullanılacak olan plazmitlerin olduğu gibi izole edilmelidir. Bu yapıldıktan sonra, gen plazmid DNA içine yerleştirilmelidir. Plazmid daha sonra replikasyon için bakteri konak hücresine yerleştirilir.
Plazmitleri bakteriyel hücrelerden izole etmek için, hücrelerin ilk olarak bakterilerin hücre duvarlarını parçalamak için enzimlerle işlem görmeleri gerekir. Daha büyük kromozomal DNA, bir santrifüj kullanılarak küçük plazmitlerden ayrılır. İzole edilmiş plazmid DNA şimdi genin içine yerleştirilmiş olmasına hazırdır.
Plazmidler, çift sarmallı bir DNA çemberinden oluşur. İstenen geni yerleştirmek için, plazmid DNA, kısıtlama enzimleri ile kesilir. Bu enzimler DNA'yı sadece çok spesifik nükleotit dizilerinde keser. Plazmid DNA kesildikten sonra, bağlayıcı diziler eklenecek genin uçlarına karşılık gelen gevşek uçlara eklenir. Bu, genin tam olarak plazmidin içine sığmasını sağlar.
Gen, plazmid içine yerleştirildikten sonra, şimdi yaşayan bir bakteriye yerleştirilmeye hazırdır. Bakteriler plazmidlerini çoğaltır, böylece tek bir hücre birçok kopya içerebilir. Bir bakteri içerisinde 200 kopyaya kadar tek bir plazmid bulunabilir. Plazmid birçok bakteri hücresine verilirse, genin birçok kopyası nispeten hızlı bir şekilde üretilebilir, özellikle bakteri hücreleri yaklaşık her 20 dakikada bir çoğalır.
İnsan insülini oluşturmak için kullanılan işlem budur. İnsülini kodlayan gen izole edildi ve bir plazmid içine yerleştirildi. İnsülin genini içeren bütün plazmitler daha sonra kopyalandıkları bir bakteri içine yerleştirildi. Bakteriler daha sonra kendilerini kopyalamaya devam ettiler, böylece insülin genini içeren milyonlarca hücre çok kısa bir sürede oluşturulabilir. Bu klonlanmış gen şimdi insan insülini için güvenilir bir kaynak sağlar.
