Do zaprojektowania rekombinowanego białka, niezbędny jest gen izolowany i klonowany do wektora ekspresyjnego. Większość takich białek w zastosowaniach terapeutycznych jest od ludzi, ale ulega ekspresji w innych organizmach, takich jak komórki zwierzęce, drożdże albo bakterie. Ludzkie geny są bardzo złożone , często zawierają bardzo duże introny.

Dlatego również bezbłonową wersję genu w dużej liczbie przypadków otrzymuje się przez konwersję mRNA w cDNA. Ten ostatni nie zawiera regionów regulatorowych, wektory ekspresyjne muszą dostarczać promotor, miejsce wiązania rybosomu i sekwencje terminatora. Sporo problemów wpływa na ekspresję rekombinowanych białek. Organizmy różnią się pod kątem kodonów dla każdego aminokwasu, dlatego poziom odpowiednich tRNA zmienia się w zależności od organizmu. Jeżeli gen rekombinowanego białka wykorzystuje kodony, które są rzadkie w organizmie gospodarza, mała ilość tRNA zaczyna ograniczać szybkość ekspresji. Dodanie rzadkiego tRNA albo zmiana sekwencji kodującej genu, będącego przedmiotem zainteresowania może rozwiązać ten problem.

Gen dla rekombinowanego białka można też przemienić, by uczynić białko bardziej stabilnym.Zmiana N-końcowego aminokwasu, usunięcie sekwencji PEST albo koekspresja molekularnego białka opiekuńczego, zwiększają stabilność białka. Jeżeli zbyt duża ilość rekombinowanego białka wytwarzana jest zbyt szybko, może agregować do ciałek inkluzyjnych. Za pomocą regulowanych wektorów ekspresyjnych można kontrolować szybkość, z jaką wykonuje się rekombinowane białko.

Zobacz również: Leki biologiczne.