Využití klonování DNA:
• izolace genů, studium jejich struktury a funkce
• studium regulačních oblastí, které řídí expresi genů
• fyzikální a genetická analýza genomů
• exprese cizích genů v nepříbuzných hostitelích a získávání jejich produktů ve velkém množství
Cílem je příprava látek využitelných v průmyslu (enzymy), zdravotnictví a farmacii (hormony, krevní faktory, vakcíny)
Klonování DNA zahrnuje tři základní kroky:
1. Přípravu rekombinantní molekuly DNA
2. Přenos této molekuly do vhodné hostitelské buňky a její pomnožení
3. Selekci klonů buněk obsahujících požadované molekuly rekombinantní DNA
DNA určená ke klonování je nejčastěji genomového původu z dárcovského organismu nebo se jedná o cDNA připravenou reverzní transkripcí z mRNA a nebo o DNA připravenou uměle chemickou syntézou. Genomová DNA se nejdříve štěpí na kratší úseky pomocí tzv. restrikčních endonukleáz, což jsou specifické endonukleázy (enzymy) produkované bakteriemi a umí štěpit DNA ve specifických místech, tzv. restrikčních místech. Odštěpí se tzv. restrikční fragmenty.
Pro zavedení cizorodé DNA do hostitelských buněk a pro jejich následné pomnožení se jako vektory používají molekuly DNA odvozené z bakteriálních či kvasinkových plazmidů nebo z virů. Spojení vektorové a cizorodé DNA zabezpečuje DNA-ligáza. Vzniká tak rekombinantní molekula DNA. Přenos takovýchto molekul do hostitelského organizmu se provádí nejčastěji pomocí tzv. transformace, tedy volného vniknutí do buňky z volného prostředí. Jinou metodou je elektroporace, při ní se díky krátkému elektrickému impulzu o vysokém napětí vytvoří v membráně buňky póry a těmi DNA proniká. Třetí možností je přenos pomocí viru, toto probíhá přirozenou cestou.
