Le librerie di DNA sono collezioni di cloni ricombinanti ottenuti da una popolazione complessa di frammenti di DNA genomico o cDNA (DNA complementare un RNA messaggero). Ogni clone ricombinante ospita un frammento di DNA diverso. Una buona libreria contiene tutta l’informazione presente nel DNA genomico o cDNA dell'organismo di partenza.

Una genoteca è dunque una collezione di geni o di frammenti genici o genomici, ciascuno clonato in un vettore di clonaggio. In una library di DNA non è dato sapere a quale gene corrisponda un dato clone.

Sebbene ogni clone batterico ospiti un plasmide ricombinante diverso, la stessa sequenza di DNA genomico può essere rappresentata più volte in una libreria: I frammenti ottenuti per digestione parziale contengono sequenze sovrapposte. Alcuni frammenti possono essere sovra-o sottorappresentati, dato che le basi che fiancheggiano il sito di riconoscimento influenzano la velocità di taglio di molti enzimi di restrizione (esempio EcoRI: lucido 2-4). Metodi alternativi per la costruzione delle librerie di DNA genomico prevedono la frammentazione del DNA con metodi fisici (es. per sonicazione). In questi casi la rottura del DNA è più uniforme, ma le estremità risultano estremamente danneggiate.

L’intero genoma è suddiviso in cloni sovrapposti con inserti di grandi dimensioni, in modo da ricostruire una mappa fisica, cromosoma per cromosoma, dell’intera sequenza di DNA. Posizionare correttamente i cloni sul genoma richiede tempo. Tuttavia nella fase di rifinitura è molto utile sapere che il “gap” da riempire si trova in un punto particolare di un ben determinato cromosoma.

 

Per preparare una library genomica occorre quindi:
a) Isolare il DNA genomico
b) Digerirlo “parzialmente” con gli enzimi di restrizione
c) Ligare i frammenti di restrizione in un vettore adatto
d)Trasformare delle cellule ospiti con i prodotti di ligazione

 

Perché una libreria di DNA genomico umano sia rappresentativa occorre che essa contenga almeno un clone per ogni frammento del genoma umano. Poiché il genoma umano ha dimensioni di circa 3x109 bp, con una dimensione media degli inserti di 20Kb, Il numero di frammenti casuali che assicura un’alta probabilità (95-99%) che siano rappresentate tutte le sequenze è, per gli esseri umani, circa 106 cloni.