酵母人工染色体(yeast:artificial:chromosome,YAC)是早期构建的人工染色体克隆载体,将含有酵母染色体的DNA端粒(telomeric:repeat,TEL)、DNA复制起点(autonomously:replication:sequences,ARS)和着丝粒(centromere,CEN)以及必要的选择标记(HISA4和TRPl)基因和多克隆位点(MCS)的DNA片段克隆到pBR322中,构建成YAC载体。
使用YAC载体时,首先用emphasis:role=italicEcoemphasisR:I和emphasis:role=italicBamemphasisH:I双酶酶切,获得均具emphasis:role=italicBamemphasis:HI和emphasis:role=italicEcoemphasisRI酶切末端的两个DNA片段(双臂),随后与两端具emphasis:role=italicEcoemphasisRI酶切末端的外源DNA连接,构成酵母人工染色体。用电激仪把此人工染色体转化人酵母受体细胞。YAC载体主要是用来构建大片段DNA文库,特别用来构建高等真核生物的基因组文库,并不用作常规的基因克隆。link:xlinkhref=i011301图4-13link、4-14描绘了YAC载体的结构和操作的工作流程。对于emphasis:role=italicBamemphasisHI切割后形成的微型酵母染色体,与外源大片段DNA在该切点相连就形成一个大型人工酵母染色体,通过转化进入到酵母菌后可像染色体一样复制,并随细胞分裂分配到子细胞中去,达到克隆大片段DNA的目的。装载了外源DNA片段的重组子导致插入失活,从而形成红色菌落;而载体自身连接后转入到酵母细胞后形成白色菌落。
这些红色的装载了不同外源DNA片段的重组酵母菌菌落的群体就构成了YAC文库。YAC文库装载的DNA片段的大小一般可达200500kb,有的可达12Mb,由于高等真核生物的基因大多数是多外显子结构并且有长的内含子,大型基因组片段可通过YAC载体转移到动物或动物细胞系中,因而在功能基因和基因组研究中,YAC载体是一个非常有用的进行功能研究的工具。
虽然YAC载体功能强大,但有一些弊端。这主要表现在三个方面:首先,在YAC载体插入的片段会出现缺失(deletion)和基因重排(rearrangement)的现象;其次,容易形成嵌合体,嵌合就是在单个YAC中的插入片段由2个或多个的独立基因组片段连接组成,这种嵌合克隆约占总克隆的5%50%;最后,YAC染色体与宿主细胞的染色体大小相近,影响了YAC载体的广泛应用。