有了对DNA进行切割和连接的工具酶，还不能完成DNA体外重组工作，因为大多数DNA片段不具备自我复制能力。为了能够在宿主细胞中进行增殖，必须将DNA片段连接到一种特定的、具有自我复制能力的DNA分子上。这种DNA分子就是基因工程载体（vector）。从1946年起，Lederberg开始研究细菌的性因子--F因子，以后相继发现了其他质粒，如抗药性因子（R因子）、大肠杆菌素因子（CoE）。1973年，Cohen首先将质粒作为基因工程的载体使用。噬菌体及病毒的DNA分子也被用作为携带目的基因进入宿主细胞的基因工程载体。这些载体就成了基因工程诞生的第二项技术发明。
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