DNA kloonimine – tuntud ka kui molekulaarne kloonimine, geenide kloonimine ja rekombinantse DNA tehnoloogia – viitab protsessile, mille käigus luuakse isoleeritud DNA fragmendist või fragmentidest mitu koopiat in vitro või in vivo meetoditega. Võimalik on kloonida terveid geenifragmente, juhuslikke DNA fragmentide osi või spetsiifilisi DNA järjestusi. Peale DNA kloonimise on veel kaks peamist kloonimise tüüpi reproduktiivne kloonimine, mis on seotud inimeste ja loomade kloonimisega, ja terapeutiline kloonimine, mis on seotud embrüonaalse kloonimisega, et koguda tüvirakke teadusuuringute ja võimaliku ravi eesmärgil.
DNA kloonimiseks on erinevaid protseduure, kuid mõned etapid on kõigi jaoks konstantsed. Protsess algab huvipakkuva DNA fragmendi või fragmentide eraldamisega kromosomaalsest DNA-st, kasutades restriktsiooniensüüme või keemiliselt sünteesitud oligonukleotiide. Muud meetodid selle saavutamiseks hõlmavad erinevaid protseduure, nagu polümeraasi ahelreaktsioon (PCR), agaroosgeelelektroforees ja DNA ultrahelitöötlus.
Eraldatud DNA fragment peab nüüd olema seotud primaarse DNA järjestusega, mis on võimeline nii ennast kui ka sellega seotud DNA fragmenti replitseerima ja paljundama. Restriktsiooniensüüm lõikab isepaljuneva DNA molekuli ja eraldatud DNA fragment sisestatakse sellesse ligeerimisprotseduuriga, ühendades fragmendi suurema tükiga. Nii kunstlikult ühendatud DNA fragmente nimetatakse rekombinantseks DNA-ks.
Pärast kahe osa ühendamist sisestatakse DNA inserdiga plasmiid peremeesbakteri või imetaja rakkudesse. Kasutada saab ka alternatiivseid meetodeid, nagu rakkude keemiline sensibiliseerimine, elektroporatsioon ja biolistika. Plasmiid sisaldab tavaliselt selekteeritavaid antibiootikumiresistentsuse markereid ja/või värvivaliku markereid, mille abil on lihtsam teada saada, kas rakud on DNA-inserdi plasmiidiga edukalt transfekteeritud. Antibiootikumiresistentsuse markerid võimaldavad kasvada ainult rakkudel, milles plasmiid on transfekteeritud, ja värvivaliku markerid annavad nähtavaid jälgi, mida saab jälgida.
Transfekteeritud rakke kultiveeritakse ja toimub rekombinantse DNA proliferatsioon. Saadud kloonid on geneetiliselt identsed organismid, mis sisaldavad rekombinantset DNA-d. Seda saab kinnitada PCR-i, restriktsioonifragmentide analüüsi või muude DNA sekveneerimismeetoditega.
DNA kloonimine aitab saada ülevaadet organismi geneetilisest ülesehitusest ja sellest, kuidas see mõjutab ja mõjutab organismi eluprotsesse. DNA kloonimist kasutatakse geneetilises sõrmejälgede võtmises; geenitehnoloogias, et luua parema toiteväärtusega taimi või paremat vastupidavust haigustele ja soovitavate geneetiliste omadustega loomi; valgu tootmisel; ja genoomide sekveneerimisel kodeeritud valgu või RNA järjestuste ja valgu ekspressiooni dešifreerimiseks.
Geeniteraapias kasutatakse DNA kloonimist geneetiliste häirete uute ravimeetodite väljatöötamiseks. Rekombinantse DNA tehnoloogia abil on toodetud üle 100 inimese terviseravi toote, näiteks insuliini diabeetikutele, VIII ja IX faktorit hemofiilia A ja B korral ning erütropoetiin (EPO) aneemia raviks.