1.3. Косміди

Для клонування фрагментів ДНК довжиною 35-40 т.п.н. використовуються векторні молекули, які називаються космідами. Косміди – невеликі плазміди, в які in vitro введені cos-сайти ДНК фага  (звідси походить назва всього типу векторів). В ДНК нормальних фагових частинок cos-сайти знаходяться на кінцях молекули, вони розділяють мономери фагової ДНК. Декілька послідовно з’єднаних мономерів утворюють конкатемери. В процесі спакування cos-сайти впізнаються ферментними системами бактерій, в результаті чого відбувається відрізання ділянки ДНК конкатемера.

Таким чином, наявність cos-сайтів в ДНК є єдиною необхідною умовою спакування ДНК в фагові частинки. Це означає, що весь фаговий геном може бути заміщений in vitro на фрагмент чужорідної ДНК аналогічної довжини. Така штучна фагова частинка нежиттєздатна, але введена за допомогою фагової частинки в середину бактерії чужорідна ДНК починає реплікуватись автономно як плазміда, розміри якої 30-40 т.п.н.

1.4. Над’ємні векторні системи

Дослідження генів в хромосомах вищих рослин, тварин та людини потребує створення векторів для клонування фрагментів ДНК довжиною декілька сотень тисяч пар основ. Цим вимогам відповідають векторні системи, що сконструйовані у вигляді штучної міні- хромосоми (YAC –yeast artificial chromosome, BAC – bacterial artificial chromosome та інші).

1.5. Інтегруючі та бінарні вектори

Широко використовуються також інтегруючі та бінарні вектори для клонування ДНК в бактеріях, що відрізняються від E.coli. Такі вектори здатні існувати та стабільно реплікуватись, як в E.coli, так і в інших клітинах-господарях.

Основна риса інтегруючих векторів – їх здатність стабільно вбудовуватись в геном клітини-господаря завдяки наявності нуклеотидних послідовностей, гомологічних послідовностям геномної ДНК. Прикладом такого інтегруючого вектора є плазміда pFH7 Bacillus subtilis. Векторна плазміда містить фрагмент ДНК бактеріофага SP, тому після попадання в клітини B.subtilis інтегрується в профаг. Плазміда містить маркерний ген стійкості до дезинфікуючого засобу, ця ознака передається бактеріальним клітинам. Індукція профагу веде до утворення фагових частинок, які містять таку плазміду та асоційовану з нею ознаку. Інтеграція плазміди pFH7 в бактеріальну хромосому відбувається за механізмом гомологічної рекомбінації.

Бінарні вектори містять ділянки початку реплікації тих генетичних елементів, які автономно існують в позахромосомному стані в природних умовах, в тих генетичних системах, в яких буде відбуватись реплікація бінарного вектора. Наприклад, широко розповсюджений бінарний вектор на основі плазміди, що містить дві ділянки початку реплікації, одну для E.coli, другу для Saccharomyces cerevisiae. Такі плазміди мають два маркерних гени : один – бактеріальний ген стійкості до ампіциліну, другий – дріжджовий ген leu, що кодує один із ферментів біосинтезу лейцину. Такий вектор може реплікуватись як в E.coli, так і S.cerevisiae, а також вільно переноситись між цими двома організмами в любому напрямку.