DNR klonavimas – dar žinomas kaip molekulinis klonavimas, genų klonavimas ir rekombinantinės DNR technologija – reiškia kelių izoliuoto DNR fragmento ar fragmentų kopijų kūrimo procesą in vitro arba in vivo metodais. Galima klonuoti ištisus genų fragmentus, atsitiktines DNR fragmentų dalis arba specifines DNR sekas. Be DNR klonavimo, dar du pagrindiniai klonavimo tipai yra reprodukcinis klonavimas, susijęs su žmonių ir gyvūnų klonavimu, ir terapinis klonavimas, susijęs su embrionų klonavimu, siekiant surinkti kamienines ląsteles mokslinių tyrimų ir galimo gydymo tikslais.
Yra įvairių DNR klonavimo procedūrų, tačiau kai kurie žingsniai yra pastovūs visiems. Procesas prasideda dominančio DNR fragmento ar fragmentų išskyrimu iš chromosomų DNR naudojant restrikcijos fermentus arba chemiškai susintetintus oligonukleotidus. Kiti metodai, kaip tai pasiekti, apima įvairias procedūras, tokias kaip polimerazės grandininė reakcija (PGR), agarozės gelio elektroforezė ir DNR apdorojimas ultragarsu.
Išskirtas DNR fragmentas dabar turi būti susietas su pirmine DNR seka, galinčia replikuotis ir daugintis tiek pati, tiek su juo susietą DNR fragmentą. Restrikcijos fermentas perpjauna savaime besidauginančią DNR molekulę ir izoliuotas DNR fragmentas įterpiamas į ją ligavimo procedūra, sujungiant fragmentą su didesniu gabalu. Taip dirbtinai sujungti DNR fragmentai vadinami rekombinantine DNR.
Sujungus dvi dalis, plazmidė su DNR intarpu įterpiama į šeimininko bakterijų arba žinduolių ląsteles. Taip pat gali būti naudojami alternatyvūs metodai, tokie kaip cheminis ląstelių jautrinimas, elektroporacija ir biolistika. Plazmidėje dažniausiai yra pasirenkami atsparumo antibiotikams žymenys ir (arba) spalvos atrankos žymenys, kurie padeda lengviau sužinoti, ar ląstelės buvo sėkmingai transfekuotos DNR intarpo plazmide. Atsparumo antibiotikams žymenys leidžia augti tik ląstelėms, kuriose buvo transfekuota plazmidė, o spalvų atrankos žymenys suteikia matomus ženklus, kuriuos galima pastebėti.
Transfekuotos ląstelės kultivuojamos ir vyksta rekombinantinės DNR proliferacija. Gauti klonai yra genetiškai identiški organizmai, turintys rekombinantinę DNR. Tai galima patvirtinti naudojant PGR, restrikcijos fragmentų analizę arba kitus DNR sekos nustatymo metodus.
DNR klonavimas padeda sužinoti apie organizmo genetinę sandarą ir kaip tai veikia organizmo gyvybės procesus. DNR klonavimas naudojamas genetiniam pirštų atspaudų ėmimui; genų inžinerijoje sukurti augalus, turinčius geresnę maistinę vertę arba didesnį atsparumą ligoms ir gyvūnus, turinčius pageidaujamas genetines savybes; baltymų gamyboje; ir sekvenuojant genomus, siekiant iššifruoti koduotų baltymų ar RNR sekas ir baltymų ekspresiją.
Genų terapijoje DNR klonavimas naudojamas kuriant naujus genetinių sutrikimų gydymo būdus. Rekombinantinės DNR technologija pagamino daugiau nei 100 žmonių sveikatos terapijai skirtų produktų, tokių kaip insulinas diabetikams, VIII ir IX faktorius hemofilijai A ir B bei eritropoetinas (EPO) anemijai gydyti.