人工染色体
人工染色体
artificial chromosome
概念人工染色体指人工构建的含有天然染色体基本功能单位的载体系统。包括酵母人工染色体（YAC）、细菌人工染色体（BAC）、P1派生人工染色体（PAC）、哺乳动物人工染色体（MAC）和人类游离人工染色体（HAEC）。人工染色体为基因组图谱制作、基因分离以及基因组序列分析提供了有用的工具[1][2]。
原理天然染色体基本功能单位包括复制起始点(replication origin)、着丝粒(centromere)和端粒(telomere)。复制起始点，保证了染色体复制，着丝粒保证了染色体分离，端粒封闭了染色体末端，防止粘附到其他断裂端，保证了染色体的稳定存在[1]。
人们为了克隆大片段DNA，利用DNA体外重组技术分离了天然染色体的基本功能元件并将它们连接起来，从而构成了人工染色体。相比于其他复制子而言，染色体要大得多[2]。
常用人工染色体酵母人工染色体（YAC）
酵母人工染色体（YAC)是人工染色体中能克隆最大DNA片段的载体，可以插入100-2000kb的外源DNA片段。YAC是有酵母的自主复制序列、着丝点、四膜虫的端粒以及酵母选择性标记组成的酵母线性克隆载体。左臂含有端粒、酵母筛选标记Trp1、自主复制序列ARS和着丝粒，右臂含有酵母筛选标记Ura3和端粒，然后在两臂之间插入大片段DNA构成的。
优点
可以容纳更长的DNA片段，用较少的克隆就可以包含特定的基因组全部序列，从而保持了基因组特定序列的完整性，有利于物理图谱的制作。
缺点
（1）克隆外源基因易出现嵌合体。
（2）有些克隆不稳定。
（3）YAC克隆不容易与酵母自身染色体相分离。
应用领域
在染色体区带构建YAC重叠群，可以促进大规模基因组测序和致病基因的克隆。
细菌人工染色体（BAC）
细菌人工染色体（BAC)是以细菌F因子为基础构建的细菌克隆载体。BAC克隆容量可以达300，可以通过电穿孔导入细菌细胞。
特点
拷贝数低，稳定，比YAC易分离。
P1派生人工染色体（PAC）
P1噬菌体载体是在P1噬菌体的基础上构建的克隆载体，用于克隆真核基因组DNA。
P1派生人工染色体（PAC)是将BAC和P1噬菌体载体二者优点结合起来的克隆体系，可以克隆100-300kb的外源DNA片段。
特点
（1）含有卡那霉素抗性基因，便于筛选。
（2）由于其在宿主细胞中以单拷贝的形式存在，避免了因多拷贝造成的不稳定。
哺乳动物人工染色体（MAC）
哺乳动物人工染色体（MAC）指从哺乳动物细胞中分离出复制起始区、端粒以及着丝粒构建而成的克隆载体。它可以克隆大于1000kb的外源DNA片段。
应用领域
（1）有丝分裂和减数分裂对DNA片段大小的定量分析。
（2）研究哺乳动物细胞中染色体功能。
（3）对复杂的基因做功能分析。
（4）用于体细胞基因治疗。
人类游离人工染色体（HAEC）
人类游离人工染色体（HAEC）是基于人类EB病毒而构建的环形DNA，含有EB病毒的复制原点(oriP)和潮霉素抗性基因。能以环形小染色体形式复制，并在有丝分裂中保持稳定。HAEC可能会成为基因治疗的重要载体。[1][2]