Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη είναι μια συλλογή βακτηρίων που έχουν κατασκευαστεί γενετικά για να συγκρατούν ολόκληρο το DNA ενός οργανισμού. Το μέγεθος της βιβλιοθήκης ποικίλλει, ανάλογα με τον τρόπο αποθήκευσης του DNA στα βακτήρια και το μήκος του γονιδιώματος του οργανισμού. Οι γονιδιωματικές βιβλιοθήκες χρησιμοποιούνται στη γενετική έρευνα σε όλο τον κόσμο σε διάφορες εργαστηριακές εγκαταστάσεις. Οι εταιρείες που κατασκευάζουν βιβλιοθήκες γονιδιώματος μπορούν να τις παρέχουν κατόπιν ειδικής παραγγελίας σε ερευνητές.
Η συναρμολόγηση μιας γονιδιωματικής βιβλιοθήκης ξεκινά με την επεξεργασία του DNA του υπό μελέτη οργανισμού, έτσι ώστε να διασπάται σε διαχειρίσιμα κομμάτια, τα οποία οργανώνονται κατά μήκος και στη συνέχεια εισάγονται σε φορείς κλωνοποίησης όπως τα πλασμίδια. Διαφορετικοί φορείς μπορούν να αποθηκεύσουν διαφορετικές ποσότητες DNA. Μόλις εισαχθεί το DNA, ο φορέας μπορεί να εισαχθεί στα βακτήρια. Μαζί, η συλλογή βακτηρίων κρατά το πλήρες γονιδίωμα ενός οργανισμού.
Μόλις δημιουργηθεί μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη, οι ερευνητές μπορούν να εργαστούν μαζί της με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, μπορούν να αναζητήσουν συγκεκριμένες αλυσίδες DNA στη βιβλιοθήκη με τη χρήση ανιχνευτών που έχουν σχεδιαστεί για να αναγνωρίζουν και να επισημαίνουν συγκεκριμένες αλληλουχίες αμινοξέων. Με τη χρήση ενός ανιχνευτή, οι αλληλουχίες μπορούν να απομονωθούν για περαιτέρω μελέτη και ανάλυση για να μάθουν περισσότερα για συγκεκριμένες περιοχές ενδιαφέροντος στο γονιδίωμα. Η γονιδιωματική βιβλιοθήκη μπορεί επίσης να αποθηκευτεί, να παγώσει, για μελλοντική αναφορά. Εφόσον διατηρείται σε σταθερές συνθήκες, μπορεί να διαρκέσει για εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα.
Χρησιμοποιώντας μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη, οι ερευνητές μπορούν να εξερευνήσουν το γονιδίωμα ενός οργανισμού για να μάθουν περισσότερα για τη γονιδιωματική δομή και λειτουργία. Μπορούν επίσης να χαρτογραφήσουν το γονιδίωμα, προσδιορίζοντας τις θέσεις συγκεκριμένων γονιδίων. Αυτές οι πληροφορίες γίνονται εξαιρετικά χρήσιμες όταν οι ερευνητές θέλουν να αναπτύξουν τεστ που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό γενετικών παραλλαγών, συμπεριλαμβανομένων μεταλλάξεων που μπορεί να σχετίζονται με συγγενείς παθήσεις. Όσο βαθύτερη είναι η κατανόηση του γονιδιώματος ενός οργανισμού, τόσο περισσότερα οι ερευνητές μπορούν να γνωρίζουν για τον οργανισμό ως σύνολο.
Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον σκοπό της κλωνοποίησης τμημάτων DNA. Οι φορείς στα βακτήρια-ξενιστές μπορούν να αντιγραφούν από τον ξενιστή για να δημιουργήσουν έναν αριθμό αντιγράφων ενός τμήματος ενδιαφέροντος, με αυτά τα αντίγραφα να μελετώνται περαιτέρω ή να εισάγονται σε άλλους φορείς για γενετική τροποποίηση και άλλους ερευνητικούς σκοπούς. Τα κλωνοποιημένα υλικά, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να εισαχθούν σε καλλιέργειες με σκοπό την εισαγωγή συγκεκριμένων τροποποιήσεων με στόχο τη βελτίωση της απόδοσης των καλλιεργειών.