重组DNA与分子克隆

大容量载体(黏粒、BAC、YAC)

/ BAC = 'back'; YAC = 'yack' /

普通质粒就像一个小信封——装一封信可以,运一部厚厚的手稿就没用了。当生物学家需要克隆远大于单个基因的DNA片段——以拼装整个基因组——时,他们造出了更大的“信封”。大容量载体就是为携带比质粒所能容纳的大得多的插入片段而设计的载体。

容量有一个阶梯。质粒最多容纳约一万个碱基对。噬菌体(λ)载体用你的DNA替换病毒自身基因组的一部分,可装约两万个。黏粒把质粒与噬菌体的DNA包装信号(cos位点)结合起来,可达约四万五千个。BAC(细菌人工染色体)由细菌F质粒构建,最多携带约三十万个碱基对,在大肠杆菌中稳定复制。YAC(酵母人工染色体)走得最远——它由真实酵母染色体的必要部件(一个着丝粒、两个端粒和一个复制起点)构建,可容纳一百万个碱基对甚至更多,像真正的染色体一样在酵母细胞内复制。

容量对人类基因组计划极为重要。要测序一个30亿碱基的基因组,你必须先把它打断成大小可控、彼此重叠的片块,并把每一块克隆进载体;每块越大,所需克隆数越少,把基因组重新拼回去也越容易。BAC尤其成了基因组文库的主干。代价是更大的插入片段更难处理,YAC尤其容易不稳定和发生重排,这就是为什么更稳定的BAC成了基因组作图的宠儿。

为构建人类基因组文库,科学家把基因组打断成约十五万碱基对的片段,把每段克隆进一个BAC。几万个BAC克隆便能覆盖整个30亿碱基的基因组,而若改用质粒则要数百万个克隆。

更大的插入片段意味着覆盖整个基因组所需的克隆更少。

更大并不总是更好:YAC能携带最多的DNA,却容易发生重组、丢失片段,所以要可靠、稳定地克隆大片段,通常更偏爱BAC。

又称
large-insert vectorcosmidBACYACbacteriophage vector大插入载体