Полученный ген или фрагмент ДНК необходимо ввести в клетку таким образом, чтобы он не был разрушен клеточными нуклеазами и был бы интегрирован в геном клетки. Для этого его in vitro соединяют с определенной
ДНК, которая выполняет роль проводника (вектора). Вектор - это молекула ДНК, которая может доставить в клетку хозяина чужеродную ДНК любого происхождения и этим обеспечить репликацию чужого гена. Чаще всего для этого используют бактериофаги, вирусы или плазмиды бактерий - важные движущиеся генетические элементы. Плазмиды - небольшие двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК, присутствующие в цитоплазме многих видов бактерий. Преимущественно используют плазмиды кишечной палочки. Геном этой бактерии представлен одной большой кольцевой хромосомой, локализованной в ядерной зоне и прикрепленной к мембране, и плазмиды, которые «плавают» в цитозоле. Плазмида примерно в тысячу раз меньше основную молекулу ДНК. В клетке обычно содержится около 20 копий мелких плазмид и 1-2 большие. Их можно легко выделить и отделить от бактериальной хромосомы, от которой они отличаются размером, плотностью, нуклеотидным составом. Репликация плазмид происходит независимо от репликации основного генетического материала, но одновременно с ней. Некоторые из них могут встраиваться в хромосому и снова отделяться от нее. Плазмиды могут переходить из одной клетки бактерии в другую при конъюгации клеток. Благодаря способности к переносу и к автономной репликации плазмиды широко используются в генетической инженерии.
Для получения рекомбинантной молекулы ДНК (объединенной ДНК плазмиды и ДНК фрагмента, который встраивается) плазмиды изымают из кишечной палочки, и оба объекта гидролизуют с участием рестриктаз одного вида. Каждый вид рестриктазы сказывается своими символами, определенными видом бактерии. Субстратная специфичность рестриктазы, как уже отмечалось, проявляется в том, что каждая из них узнает определенную нуклеотидную последовательность. Например, рестриктазы типа EcoRI (с кишечной палочки) узнает гексонуклеотидну последовательность в двух цепях ДНК и разрезает ее в указанных стрелками точках. Расщепление происходит между нуклеотидами Т и А в одинаковых точках, следовательно, продукты расщепления имеют «тупые» концы.
Используя рестриктазы одной специфичности, разрезают как ДНК плазмиды, так и ДНК выбранного для пересадки фрагмента, в результате чего образуются, например, «липкие» концы. Если теперь смешать обработаны фрагмент ДНК и плазмиды, то они сполучатимуться между собой «липкими» концами (рис. 86). Затем с помощью фермента ДНК-лигазы образуются фосфодиефирни связи между конечными неспаренными нуклеотидами обеих молекул и снова получают кольцевую молекулу ДНК плазмиды, но теперь она вместе с плазмидной ДНК содержит чужеродный фрагмент ДНК, выбранный для пересадки, т.е. образуется рекомбинантной ДНК или рекомбинантная плазмида. Иногда совершают сообщения ДНК плазмиды и фрагмента тупыми концами, используя фермент нук-леотидилтрансферазу с образованием гомополинуклеотидних небольших участков (см. выше).
Подобную рекомбинантную ДНК, которая несет неродственные гены из двух разных видов организмов, называют странной ДНК или причудливой плазмид.