酵母人工染色体

yeast artificial chromosome，YAC

定义：含有酵母复制元件，能在酵母菌中繁殖，可克隆大片段外源DNA的克隆载体。

学科：微生物学_微生物遗传学

相关名词：真核生物 基因组文库 载体

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

酵母人工染色体是一种人工构建的利用酵母染色体复制元件来驱动外源DNA片段复制的载体，含有酵母染色体的端粒（TEL）、着丝粒（CEN）、自主复制序列（ARS），另外还具有多克隆位点，以及用于筛选重组克隆的选择标记。端粒是位于染色体末端的一段高度重复序列，可保护染色体DNA不被核酸酶降解，稳定染色体结构。着丝粒是有丝分裂中纺锤丝的结合位点，使染色体正确分配至子细胞中。自主复制序列是真核生物DNA复制的起点，可启动质粒在酵母细胞中独立复制。

酵母人工染色体是第一个人造真核生物染色体，主要用来构建大片段DNA文库，如构建高等真核生物的基因组文库。YAC文库装载的DNA片段大小一般为200~500KB，最大可达2MB。以pYAC4为例，构建YAC文库的过程为：首先用限制性内切酶BamH I酶切载体，形成线性的微型酵母染色体；随后用EcoR I或Sma I酶切载体上的赭石突变抑制基因SUP4形成染色体的两条臂，外源大片段DNA通过这两个酶切位点与酵母染色体连接；再通过转化，在宿主酵母菌中复制并随细胞分裂被分配到子细胞中。宿主酵母菌因其胸腺嘧啶合成基因上带有赭石突变ade 2-1基因，在基本培养基上形成红色菌落。赭石突变抑制基因SUP4可抑制ade 2-1基因表达，使重组酵母菌形成白色菌落。外源DNA片段的插入导致抑制基因SUP4插入失活，因此重组菌形成红色菌落，而载体自身连接再转化后形成的菌落则为白色，装载了不同外源DNA片段的重组酵母菌红色菌落构成了YAC文库。自1987年发展至今，酵母人工染色体已成为构建复杂基因组DNA文库和进行基因组图谱分析的有力工具，在基因功能、基因嵌入及转基因技术研究中具有广阔的应用前景。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院 张帆博士）