클로닝 벡터(cloning vector)는 분자생물학 및 유전공학에서 외부 DNA 조각을 숙주 세포 내로 운반하여 복제(클로닝)하기 위해 사용되는 DNA 분자를 말한다. 클로닝 벡터는 바이러스, 플라스미드(plasmid), 또는 고등생물의 세포에서 유래한 작은 DNA로 구성되며, 숙주 내에서 안정적으로 유지되면서 외부 DNA를 삽입할 수 있는 구조를 가진다.
클로닝 벡터의 가장 기본적인 조건은 다음과 같다. 첫째, 숙주 세포 내에서 자체적으로 복제가 가능하도록 복제 기점(origin of replication, ori)을 가져야 한다. 둘째, 외부 DNA를 삽입할 수 있는 클로닝 부위(cloning site)가 존재해야 하며, 일반적으로 여러 종류의 제한 효소로 절단될 수 있는 다중 클로닝 부위(multiple cloning site, MCS)가 위치한다. 셋째, 재조합 DNA가 삽입된 세포를 선별할 수 있도록 항생제 내성 유전자 등의 선택 마커(selectable marker)를 포함한다.
대표적인 클로닝 벡터의 종류로는 플라스미드(plasmid), 박테리오파지 λ(bacteriophage lambda), 코스미드(cosmid), 포스미드(fosmid), 세균 인공 염색체(BAC, bacterial artificial chromosome), 효모 인공 염색체(YAC, yeast artificial chromosome) 등이 있다. 이 중 플라스미드는 가장 널리 사용되는 클로닝 벡터이며, 초기 모델 중 하나로 pBR322가 잘 알려져 있다. 큰 DNA 조각을 클로닝할 경우에는 BAC나 YAC와 같은 인공 염색체 벡터가 사용된다.
클로닝 벡터는 주로 대장균(Escherichia coli)을 숙주로 사용하도록 설계되며, 일부 벡터는 여러 종의 숙주에서 모두 유지될 수 있도록 설계된 서틀 벡터(shuttle vector)의 형태로 제작되기도 한다. 클로닝 벡터는 유전자 클로닝, 유전자 발현 연구, 유전체 분석, 유전자 치료 연구 등 다양한 생명공학 및 의학 연구 분야에서 핵심적인 도구로 사용된다.
