I fosmidi sono vettori artificiali costituiti da un ibrido plasmidico . Sono simili ai cosmidi ma si basano sul plasmide F invece che sulla sequenza cos del fago lambda . Il vettore di clonazione è limitato perché un ospite (solitamente E. coli ) può contenere solo una molecola di fosmid. I fosmidi possono contenere inserti di DNA fino a 40 kb ; spesso la fonte dell'inserto è DNA genomico casuale. Una libreria fosmid viene preparata estraendo il DNA genomico dall'organismo bersaglio e clonandolo nel vettore fosmid. La miscela di legatura viene quindi confezionata in particelle fagiche e il DNA viene trasfettato nell'ospite batterico. I cloni batterici (risultanti dalla riproduzione dell'ospite originale) propagano la libreria fosmid. Il numero di copie basso fornisce una maggiore stabilità rispetto ai vettori con numeri di copie relativamente più alti, come i cosmidi. I fosmidi possono essere utili per costruire librerie stabili da genomi complessi. Possiedono un'elevata stabilità strutturale e hanno dimostrato di mantenere efficacemente il DNA umano anche dopo 100 generazioni di crescita batterica. I cloni fosmidici sono stati utilizzati per aiutare a valutare l'accuratezza della sequenza pubblica del genoma umano.
Il plasmide della fertilità, o plasmide F, è stato scoperto da Esther Lederberg e codifica le informazioni per la biosintesi del pilus sessuale per facilitare la coniugazione batterica. Consiste nell'usare il pilus sessuale per formare un ponte tra due cellule batteriche; questo ponte consente alla cellula F + (che possiede il plasmide F) di trasferire una singola copia a filamento del plasmide in modo che le due cellule alla fine contengano ciascuna una copia del plasmide. Durante il suo trasferimento alla cellula ricevente, il corrispondente filamento di DNA viene sintetizzato dal ricevente. La cellula donatrice conserva una copia funzionale del plasmide. Successivamente si è scoperto che il fattore F è il primo episoma (stesse proprietà dei plasmidi ma anche in grado di integrarsi con cromosomi circolari) e può esistere come plasmide indipendente, rendendolo un vettore molto stabile per la clonazione. La coniugazione aiuta nella formazione di banchi di cloni batterici assicurando che tutte le cellule contengano il fosmide desiderato.
I fosmidi sono vettori di DNA che utilizzano i meccanismi originali di replicazione e partizione del plasmide F per consentire la clonazione di grandi frammenti di DNA. È quindi facilmente possibile preparare una libreria che fornisce una copertura del genoma ridondante da 20 a 70 volte.
Il primo passo nel sequenziamento dell'intero genoma è clonare il genoma in unità di dimensioni gestibili da 50 a 200 kilobasi di lunghezza. È ideale utilizzare una libreria fosmid data la sua stabilità e la limitazione di un plasmide per cellula. Limitando il numero di plasmidi nelle cellule, si riduce il potenziale di ricombinazione, preservando così l'inserto del genoma.
I fosmidi contengono diversi elementi funzionali:
I metodi di taglio e inserimento del DNA nei vettori fosmidi sono stati perfezionati nel tempo. Ora ci sono molte aziende che possono creare una libreria fosmid da qualsiasi campione di DNA in un tempo molto breve a costi relativamente bassi. Ciò si è rivelato fondamentale per consentire ai ricercatori di sequenziare molti genomi per lo studio. Attraverso una varietà di metodi, oltre 6.651 genomi di organismi sono stati completamente sequenziati e 58.695 sono in fase di sequenziamento.
A volte è difficile distinguere con precisione i singoli cromosomi in base alla loro lunghezza, rapporto del braccio (posizione del centromero ) e schema della banda C. I fosmidi possono essere utilizzati come marcatori citologici affidabili per l'identificazione dei singoli cromosomi. E cariotipi dei cromosomi in metafase basati sulla fluorescenza L'ibridazione in situ può essere utilizzata per verificare se le posizioni di questi fosmidi sono state costruite con successo.
Il sistema fosmid è eccellente per creare rapidamente librerie mini-BAC specifiche per cromosomi da DNA cromosomico ordinato per flusso. Il principale vantaggio dei fosmidi rispetto ad altri sistemi cosmidi è la loro capacità di propagare stabilmente frammenti di DNA umano. Di natura altamente ripetitiva, il DNA umano è ben noto per la sua estrema instabilità nei sistemi vettoriali multicopia. È stato riscontrato che la stabilità aumenta notevolmente quando gli inserti di DNA umano sono presenti in singole copie in cellule di E. coli con deficit ricombinante. Pertanto, i fosmidi fungono da substrati affidabili per il sequenziamento del DNA genomico su larga scala.