Fosmidi
I''' fosmidi''' sono vettori a [[DNA]] simili ai [[Cosmide|cosmidi]] ma basati sul [[Bacteria|batterico]] [[plasmide F]]. Il vettore di clonaggio è limitato, in quanto l'ospite (generalmente ''[[Escherichia coli|E. coli]]'') può contenere un'unica molecola fosmidica. I fosmidi possono acquisire un inserto di massimo 40 kb; spesso la fonte dell'inserto è una sequenza di DNA genomico randomica.

Una library fosmidica viene preparata estraendo il DNA genomico dall'organismo bersaglio e lo si clona nel vettore fosmidico.<ref name="pmid 15100696">{{Cita pubblicazione|autore=Barry G. Hall|titolo=Predicting the evolution of antibiotic resistance genes.|rivista=Nature Reviews Microbiology|volume=2|numero=5|pp=430–435|data= luglio 2004|pmid=15100696|doi=10.1038/nrmicro888}}</ref> La miscela di ligazione viene, dunque, impacchettata in particelle fagiche e mediante infezione il DNA è inserito nelle cellule ospiti. Le colonie batteriche propagheranno la libreria fosmidica. Il basso numero di copie per ciascun ospite conferisce una maggiore stabilità al vettore rispetto anche ai cosmidi.

I fosmidi risultano avere particolare utilità per la costruzione di librerie genomiche stabili. Si è osservato che essi sono in grado di mantenere attivo il DNA umano anche dopo 100 generazioni batteriche.<ref name="Shizuya">{{Cita pubblicazione|issn=0027-8424|volume=89|numero=18|pp=8794–8797|cognome=Shizuya|nome=H.|cognome2=Birren|nome2=B.|cognome3=Kim|nome3=U. J.|cognome4=Mancino|nome4=V.|cognome5=Slepak|nome5=T.|cognome6=Tachiiri|nome6=Y.|cognome7=Simon|nome7=M.|titolo=Cloning and stable maintenance of 300-kilobase-pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F-factor-based vector|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences|data=15 settembre 1992|pmid=1528894|doi=10.1073/pnas.89.18.8794|pmc=50007}}</ref> Cloni fosmidici sono stati adoperati per migliorare l'accuratezza della sequenza genomica umana ritrovata nel [[Progetto Genoma Umano]].<ref name="pmid 1549470">{{Cita pubblicazione|autore=Ung-Jin Kim|titolo=Stable propagation of cosmid-sized human DNA inserts in an F-factor based vector|rivista=Nucleic Acids Res.|volume=20|numero=5|pp=1083–1085|anno=1992|pmid=1549470|doi=10.1093/nar/20.5.1083|cognome2=Shizuya|nome2=Hiroaki|cognome3=De Jong|nome3=Pieter J.|cognome4=Birren|nome4=Bruce|cognome5=Simon|nome5=Melvin I.|pmc=312094}}</ref>

== Scoperta ==
Il plasmide della fertilità o [[plasmide F]] è stato scoeprto da [[Esther Lederberg]] e codifica informazioni riguardanti la biosintesi del [[Pilo (biologia)|pilo]] sessuale che permettere la [[coniugazione batterica]]. Il pilo funge da ponte tra due cellule batteriche, tramite cui le cellule provviste del plasmide F (cellule F+) trasferiscono una copia a singolo filamento del plasmide stesso; in questo modo al termine del proceso entrambe le cellule conterranno una copia del plasmide F. 
La cellula donatrice conserva una copia funzionale del plasmide. La coniugazione favorita dal plasmide F risulta importante anche per la formazione delle librerie fosmidiche, poiché aiuta la diffusione del fosmide nei cloni batterici.<ref>{{Cita libro|cognome=Bauman|nome=Robert|titolo=Microbiology with diseases by taxonomy|anno=2014|url=https://archive.org/details/microbiologywith0004baum|edizione=3|editore=Pearson Education Press|p=[https://archive.org/details/microbiologywith0004baum/page/218 218]}}</ref>

I fosmidi sono, pertanto, vettori a DNA che sfruttano l'origine di replicazione del plasmide F.<ref name="doi:10.1016/1050-3862(95)00122-0">{{Cita pubblicazione|autore=Ung-Jin Kim|titolo=Construction and utility of a human chromosome 22-specific Fosmid library|rivista=Genetic Analysis: Biomolecular Engineering|volume=12|numero=2|pp=81–84|data= ottobre 1995|doi=10.1016/1050-3862(95)00122-0|cognome2=Shizuya|nome2=Hiroaki|cognome3=Sainz|nome3=Jesus|cognome4=Garnes|nome4=Jeffrey|cognome5=Pulst|nome5=Stefan M.|cognome6=De Jong|nome6=Pieter|cognome7=Simon|nome7=Melvin I.}}</ref>

== DNA libraries ==
Il primo passo verso il sequenziamento di un genoma intero è il suo clonaggio in unità manipolabili di lunghezza variabile tra 50–200 kb. L'uso di fosmidi è ideale grazie alla loro stabilità e limitazione ad una singola copia per cellula. Limitando il numero di plasmidi viene ridotta la probabilità che si verifichino fenomeni di ricombinazione, preservando così l'inserto genomico.<ref>Gibson, Greg. Muse, Spencer. "A Primer of Genome Science". Third edition. Sinauer Associates pp. 84–85</ref>

I fosmidi contengono numerosi elementi funzionali:
* OriT (Origine di Trasferimento): La sequenza che indica il punto di inizio del trasferimento coniugativo.
* OriV (Origine di Replicazione): La sequenza da cui comincia la replicazione del plasmide nella cellula ricevente.
* tra-region (geni di trasferimento): Geni che codificano per il pilo F e per il processo di trasferimento del DNA.
* IS (Insertion Elements): detti anche "geni egoisti" (frammenti di sequenza che permettono di integrare delle loro copie in varie locazioni).
Un esempio di un fosmide mappato può essere trovato qui:  http://what-when-how.com/molecular-biology/f-plasmid-molecular-biology/

Il metodo di tagliare ed inserire il DNA in vettori fosmidici è stato migliorato. Attualmente vi sono molte compagnie che costruiscono una libreria fosmidica da un qualsiasi campione in un periodo di tempo estremamente ridotto e a costi relativamente bassi. Questa possibilità ha permesso ai ricercatori di sequenziare numerosi genomi di specie in studio. Attraverso varie metodiche, più di 6651 genomi sono stati completamente sequenziati e 58.695 sono attualmente in fase di elaborazione.<ref>{{Cita web |url=https://gold.jgi-psf.org/ |titolo=Copia archiviata |accesso=13 marzo 2018 |dataarchivio=16 aprile 2021 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20210416104311/https://gold.jgi-psf.org/ |urlmorto=sì }}</ref>

== Usi ==
Talvolta è difficile distinguere accuratamente singoli cromosomi sulla base della loro lunghezza complessiva, differenza di lunghezza dei due bracci e bandeggio eterocromatinico. I fosmidi possono essere adoperati come marcatore citologico molto affidabile per identificare singoli cromosomi. Mediante [[Ibridazione fluorescente in situ|FISH]] (Fluorescent In Situ Hybridization) è possibile la costruzione di un cariotipo metafasico che permette il controllo della posizione assegnata agli inserti fosmidici.<ref>Liu, C 2010 Karyotyping in Melon (Cucumis melo L.) by Cross-Species Fosmid Fluorescence in situ Hybridization, CYTOGENETIC AND GENOME RESEARCH</ref>

Il sistema fosmidico è estremamente utile per creare rapidamente librerie mini-BAC per ogni cromosoma. Il maggior vantaggio rispetto ai cosmidi risiede nella loro capacità di propagare stabilmente i frammenti di DNA umano.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome= Tursun |nome= B. |cognome2= Cochella |nome2= L. |cognome3= Carrera |nome3= I. |cognome4= Hobert |nome4= O. |anno= 2009 |titolo= A Toolkit and Robust Pipeline for the Generation of Fosmid-Based Reporter Genes in C. elegans |rivista= PLoS ONE |volume= 4 |numero= 3|p= e4625 | doi = 10.1371/journal.pone.0004625 | pmid=19259264 | pmc=2649505}}</ref>  A causa della elevata ripetitività, il DNA umano è noto per essere altamente instabile in sistemi di vettore multicopia. È stato osservato che la stabilità aumenta drasticamente quando gli inserti sono presenti nell'ospite in singole copie. Pertanto i fosmidi servono come substrati affidabili per il sequenziamento di DNA su larga scala.

Strumenti molto utili, quale [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/?term=fosmid NCBI Nucleotide Database], permette ai ricercatori di cercare altre librerie fosmidiche per comparare sequenze omologhe tra diverse specie.

== Note ==
<references />

[[Categoria:Clonazione]]
[[Categoria:Genetica]]
[[Categoria:Tecniche di laboratorio]]
[[Categoria:Biologia molecolare]]