DNA-molecule waarin een DNA-fragment is ingebouwd dat afkomstig is van een ander organisme. Bij de genetische manipulatie gebruikt men genetisch materiaal van verschillende afkomst om de erfelijke eigenschappen van een micro-organisme of een cel doelgericht te veranderen.
Halverwege de jaren zeventig zijn methoden ontwikkeld om stukken van het DNA van een organisme uit het chromosoom te knippen (met behulp van restrictie-enzymen) en deze in een gastheer (een andere cel of ander micro-organisme) te brengen en in het chromosoom of in een plasmide van deze gastheer in te bouwen. Dit gebeurt met behulp van enzymen die verschillende DNA-stukken weer aan elkaar plakken tot een nieuwe DNA-streng (de DNA-ligasen). Het bleek eveneens mogelijk om het overgeplante gen tot expressie te brengen: de erfelijke eigenschap waarvoor het gen in het donororganisme codeerde, wordt na de overbrenging van het gen een nieuwe eigenschap van het gastheerorganisme.
Voor het in de gastheer brengen van een gerecombineerd stuk DNA zijn verschillende methoden ontwikkeld. Men kan daarbij gebruik maken van een plasmide (ringvormig DNA) dat wordt opengeknipt en met het nieuwe stuk DNA erin weer wordt dichtgeplakt. Het nieuwe plasmide brengt men dan via een micro-injectie in de gastheer. Men kan ook gebruik maken van het DNA van een virus of een bacteriofaag als transportmiddel. Als een virus een cel besmet, wordt nl. het DNA van het virusdeeltje in de cel geïnjecteerd.
Als deze manipulaties zijn geslaagd, beschikt men in principe over een organisme met een of meer nieuwe eigenschappen.
De laatste horde die nog moet worden genomen, is het selecteren van de organismen die de nieuwe eigenschappen het best tot expressie brengen uit een verzameling organismen die dat niet of in mindere mate doen. Een veel toegepaste techniek daarvoor is het naast het gen met de gewenste nieuwe eigenschap eveneens inbouwen van een tweede gen dat codeert voor een resistentie-eigenschap tegen een antibioticum. Het blootstellen van de gehele verzameling aan dat antibioticum selecteert dan de organismen met de gewenste eigenschappen, aangezien de andere organismen door toedoen van het antibioticum sterven.
De toepassingsmogelijkheden van recombinant DNA-technieken zijn groot: het door micro-organismen laten produceren van in de geneeskunde gebruikte eiwitten, zoals hormonen, interferon, antigenen; het door micro-organismen in verhoogde mate laten produceren van enzymen, fijnchemicaliën en farmaceutica; micro-organismen een grotere tolerantie geven t.o.v. organische oplosmiddelen, olie, zware metalen of hogere temperatuur, waardoor zij kunnen worden ingezet in b.v. de alcoholfermentatie, afbraak of winning van aardolie, winning van o.a. koper of uraan uit laagwaardige ertsen; het wijzigen van de eigenschappen van planten waardoor deze een grotere ziekteresistentie, zout- of droogtetolerantie kunnen krijgen, bij lagere of hogere temperatuur kunnen groeien, zelf stikstof kunnen binden uit de lucht of juist een symbiose met bodembacteriën kunnen aangaan, → biotechnologie.
