酵母人工染色体(YACs)

• 酵母人工染色体(YACs)是从酵母的DNA中提取的基因工程染色体。
• 它是一种人类工程DNA分子，用于在酵母细胞中克隆DNA序列。
• 它们是一种重组DNA克隆方法的产物，用于分离和繁殖非常大的片段DNA在酵母宿主中。
• 通过插入大的DNA片段，插入的序列可以被克隆，并通过一种称为染色体行走的过程进行物理映射。
• 平均而言，可以克隆到YAC的DNA数量在200到500 kb之间。
• 然而，多达1 Mb(兆，106)可以克隆到YAC中。

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酵母人工染色体的结构

酵母人工染色体克隆载体由酵母端粒序列(端粒是染色体末端的序列)、酵母着丝粒、酵母ars (DNA复制开始的自主复制序列)和适当的可选择标记的两个副本组成。

酵母人工染色体的工作原理

酵母人工染色体通常简称为YAC，是一种可以进行复制的人工构建系统。YAC的设计允许植入非常大的遗传物质片段。在被称为克隆的遗传过程中，随后的几轮复制会产生插入序列的多个副本。

• 这一原理与质粒或宇宙的原理类似。
• 实验人员介绍了正确复制所必需的一些典型元素。
• 在YACs的例子中，复制的起点是酵母染色体的着丝粒和端粒，它们必须插入被克隆的DNA中。
• 这种结构可以在酵母球质体中转化，然后在那里复制。
• 与矢量不同，YACs不是圆形的;它们由线性DNA组成。

酵母人工染色体的过程

• YAC载体最初是利用细菌ori序列作为圆形质粒在细菌宿主体内传播的。
• 用限制性内切酶将圆形质粒在一个特定的位点上切割，生成一个两端有两个端粒的线性染色体。
• 线性染色体在具有不同选择标记的两条臂的特定位置再次被消化。
• 然后用DNA连接酶将基因组插入物连接到YAC载体中。
• 将重组载体转入酵母细胞，筛选选择标记，获得重组菌落。

酵母人工染色体的优点

• 酵母人工染色体(YACs)是所有克隆系统中插入容量最大的。
• 酵母表达载体YACs、yps(酵母整合质粒)和YEPs(酵母偶体质粒)比细菌人工染色体(BACs)具有优势。它们可以用来表达需要翻译后修饰的真核蛋白。
• 酵母是真核生物，克隆酵母的一个主要优势是，许多序列在克隆到原核系统时是不稳定的、代表性不足的或缺失的，而在YAC克隆中却保持稳定和完整。
• 将完整的YACs重新导入哺乳动物细胞中，使其表达并用于研究基因在侧翼序列中的功能是可能的。

酵母人工染色体的使用

• 酵母人工染色体(YACs)最初的构建是为了研究染色体在有丝分裂和减数分裂中的行为，而不需要操纵和破坏本地染色体的复杂性。
• YACs代表了基因组DNA的连续延伸(YAC contigs)，为人类、小鼠甚至拟南芥基因组提供了一个物理图谱框架。
• YACs对于那些试图分析整个基因组的人来说非常受欢迎。

酵母人工染色体的局限性

• 在构建和使用YAC文库时遇到的一个问题是，它们通常包含嵌合的克隆，即在一个克隆中包含来自基因组不同位置的DNA。
• YAC克隆通常含有缺失、重排或不连续的克隆DNA片段。因此，必须仔细分析每个YAC克隆，以确保没有发生DNA重排。
• 克隆效率低(每微克载体和插入DNA约有1000个克隆)。
• YACs已被发现比BACs更不稳定。
• 从含YAC的酵母克隆中分离出YAC DNA的产量很低。
• YAC DNA仅占重组酵母细胞总DNA的几个百分比。1 μg的YAC DNA很难获得。
• YACs的克隆过于复杂，无法由一个单独的研究人员完成。

参考文献

1. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/yeast-artificial-chromosome
2. https://nptel.ac.in/courses/102103013/module1/lec4/11.html
3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7859160
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9291964
5. https://www.slideshare.net/gurya87/yeast-artificial-chromosomes-yacs-44970900
6. https://www.encyclopedia.com/science-and-technology/biology-and-genetics/cell-biology/yeast-artificial-chromosome-yac
7. https://www.britannica.com/science/yeast-artificial-chromosome