重組DNA與分子選殖
大容量載體(黏粒、BAC、YAC)
/ BAC = 'back'; YAC = 'yack' /
普通質粒就像一個小信封——裝一封信可以,運一部厚厚的手稿就沒用了。當生物學家需要選殖遠大於單個基因的DNA片段——以拼裝整個基因組——時,他們造出了更大的「信封」。大容量載體就是為攜帶比質粒所能容納的大得多的插入片段而設計的載體。
容量有一個階梯。質粒最多容納約一萬個鹼基對。噬菌體(λ)載體用你的DNA替換病毒自身基因組的一部分,可裝約兩萬個。黏粒把質粒與噬菌體的DNA包裝信號(cos位點)結合起來,可達約四萬五千個。BAC(細菌人工染色體)由細菌F質粒構建,最多攜帶約三十萬個鹼基對,在大腸桿菌中穩定複製。YAC(酵母人工染色體)走得最遠——它由真實酵母染色體的必要部件(一個著絲粒、兩個端粒和一個複製起點)構建,可容納一百萬個鹼基對甚至更多,像真正的染色體一樣在酵母細胞內複製。
容量對人類基因組計畫極為重要。要定序一個30億鹼基的基因組,你必須先把它打斷成大小可控、彼此重疊的片塊,並把每一塊選殖進載體;每塊越大,所需選殖數越少,把基因組重新拼回去也越容易。BAC尤其成了基因組文庫的主幹。代價是更大的插入片段更難處理,YAC尤其容易不穩定和發生重排,這就是為什麼更穩定的BAC成了基因組作圖的寵兒。
為構建人類基因組文庫,科學家把基因組打斷成約十五萬鹼基對的片段,把每段選殖進一個BAC。幾萬個BAC選殖便能覆蓋整個30億鹼基的基因組,而若改用質粒則要數百萬個選殖。
更大的插入片段意味著覆蓋整個基因組所需的選殖更少。
更大並不總是更好:YAC能攜帶最多的DNA,卻容易發生重組、丟失片段,所以要可靠、穩定地選殖大片段,通常更偏愛BAC。
又稱
另見