動(dòng)物染色體工程HXY

1、真核細(xì)胞染色體的組成真核細(xì)胞染色體的組成組蛋白：組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4；非組蛋白：非組蛋白：HMG、DNA結(jié)合結(jié)合蛋白蛋白DNA：不重復(fù)序列；中度重復(fù)不重復(fù)序列；中度重復(fù)序列；高度重復(fù)序列序列；高度重復(fù)序列少量的少量的RNA；從DNA到染色體的包裝壓縮 DNA鏈鏈 核小體核小體 螺線管螺線管 染色單體染色單體 超螺旋超螺旋壓縮比例：壓縮比例：76405 = 8400（1：7）（1：6）（1：40）（1：5）Gene Expression染色體組染色體組 染色體組染色體組 染色體組型染色體組型 染色體倍性染色體倍性體細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是，攜

2、帶著控體細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是，攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組染色體組。 染色體組型染色體組型是指一個(gè)體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。是指一個(gè)體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。 染色體倍性染色體倍性是指細(xì)胞中包含的染色體組數(shù)或基數(shù)。是指細(xì)胞中包含的染色體組數(shù)或基數(shù)。 Human mitotic chromosomes and karyotype染色體組用符號(hào)染色體組用符號(hào)“X”表示表示 生物體的體細(xì)胞染色體數(shù)用生物體的體

3、細(xì)胞染色體數(shù)用2n表示，無論是二倍表示，無論是二倍體還是多倍體，體還是多倍體，2n只表示體細(xì)胞的染色體數(shù)，并不只表示體細(xì)胞的染色體數(shù)，并不表示其倍性，如：表示其倍性，如：玉米體細(xì)胞染色體數(shù)玉米體細(xì)胞染色體數(shù)2n=20，普通小麥體細(xì)胞染色體數(shù)普通小麥體細(xì)胞染色體數(shù)2n=42，要正確表示倍性應(yīng)寫成：要正確表示倍性應(yīng)寫成：玉米玉米2n=2X=20，普通小麥普通小麥2n=6X=42。符號(hào)符號(hào)“n”和和“X”的區(qū)別與聯(lián)系的區(qū)別與聯(lián)系9生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂騾騾 子子母馬和公驢的后代母馬和公驢的后代1011為什么騾子不能繁殖后代？為什么騾子不能繁殖后代？ 馬的染色體數(shù)是馬的染色體數(shù)是64條，

4、驢的染色體數(shù)是條，驢的染色體數(shù)是62條，馬的卵子染色體數(shù)是條，馬的卵子染色體數(shù)是32條，驢的精子條，驢的精子染色體數(shù)是染色體數(shù)是31條，通過精卵結(jié)合發(fā)育成的條，通過精卵結(jié)合發(fā)育成的新個(gè)體新個(gè)體騾子的染色體數(shù)是騾子的染色體數(shù)是63條。條。 騾子的染色體聯(lián)繪紊亂，因此騾子的生殖騾子的染色體聯(lián)繪紊亂，因此騾子的生殖細(xì)胞不能分化發(fā)育成完整的個(gè)體。細(xì)胞不能分化發(fā)育成完整的個(gè)體。 12騾子生育的概率極低騾子生育的概率極低 騾子性成熟以后，再形成精子或卵子時(shí)，每條染騾子性成熟以后，再形成精子或卵子時(shí)，每條染色體都沒有相對(duì)應(yīng)的同源染色體進(jìn)行配對(duì)，這樣色體都沒有相對(duì)應(yīng)的同源染色體進(jìn)行配對(duì)，這樣每一條染色體分到哪

5、個(gè)配子里是隨機(jī)的，在這些每一條染色體分到哪個(gè)配子里是隨機(jī)的，在這些配子中，只有配子里的染色體完全來自于馬的，配子中，只有配子里的染色體完全來自于馬的，或來自于驢的，這樣的配子才有生育能力?；騺碜杂隗H的，這樣的配子才有生育能力。 13獅虎獸（獅虎獸（liger） 雄獅和雌虎交配產(chǎn)生的后代。雄獅和雌虎交配產(chǎn)生的后代。獅虎獸的體型比獅或虎都要獅虎獸的體型比獅或虎都要大，又同時(shí)具備兩者之間的大，又同時(shí)具備兩者之間的外貌特征；獅子與老虎相戀、外貌特征；獅子與老虎相戀、懷孕的概率極低，即使在人懷孕的概率極低，即使在人工飼養(yǎng)的環(huán)境下，虎、獅受工飼養(yǎng)的環(huán)境下，虎、獅受孕的機(jī)會(huì)也僅為孕的機(jī)會(huì)也僅為1至至2。幼獸

6、由于先天不足等原因，幼獸由于先天不足等原因，成活率僅為五十萬分之一左成活率僅為五十萬分之一左右。據(jù)資料顯示，目前世界右。據(jù)資料顯示，目前世界上存活的獅虎獸只有上存活的獅虎獸只有20只左只左右。右。 14獅虎獸（獅虎獸（liger） 15獅虎獸獅虎虎獅獸16動(dòng)物染色體工程動(dòng)物染色體工程p染色體倍性改造染色體倍性改造p染色體結(jié)構(gòu)改造染色體結(jié)構(gòu)改造p人工染色體的利用人工染色體的利用1710.1 10.1 動(dòng)物染色體倍性改造動(dòng)物染色體倍性改造定義：指有目的、有計(jì)劃地增加或減少定義：指有目的、有計(jì)劃地增加或減少一組或幾組同源或異源染色體，以創(chuàng)造一組或幾組同源或異源染色體，以創(chuàng)造動(dòng)植物新品種的一項(xiàng)染色體工

7、程技術(shù)。動(dòng)植物新品種的一項(xiàng)染色體工程技術(shù)。主要包括：主要包括：多倍體育種多倍體育種單倍體育種單倍體育種1810.1.1 動(dòng)物的多倍體育種動(dòng)物的多倍體育種多倍體（多倍體（polyploidy）:是指體細(xì)胞中含有三個(gè)是指體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體多倍體產(chǎn)生機(jī)制：多倍體產(chǎn)生機(jī)制：通過卵細(xì)胞第二極體的保通過卵細(xì)胞第二極體的保留或受精卵早期有絲分裂的抑制而實(shí)現(xiàn)留或受精卵早期有絲分裂的抑制而實(shí)現(xiàn)1910.1.1 動(dòng)物的多倍體育種動(dòng)物的多倍體育種1 1染色體加倍技術(shù)染色體加倍技術(shù)( (人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)) ) （1 1）化學(xué)誘導(dǎo)法化學(xué)誘導(dǎo)法 秋水仙素秋水仙素 細(xì)胞松弛素細(xì)

8、胞松弛素B B （2 2）物理學(xué)方法物理學(xué)方法 1 1）溫度休克法）溫度休克法 2 2）水靜壓法）水靜壓法 (3 (3）生物學(xué)方法生物學(xué)方法20 1. 1.化學(xué)方法化學(xué)方法A. A. 細(xì)胞松馳素細(xì)胞松馳素B(cytochalasin)B(cytochalasin)：能抑制肌動(dòng)蛋白聚合成微絲，從而能抑制肌動(dòng)蛋白聚合成微絲，從而抑制細(xì)胞質(zhì)分抑制細(xì)胞質(zhì)分裂裂，使用最早、最廣泛，其誘導(dǎo)效果也最突出。，使用最早、最廣泛，其誘導(dǎo)效果也最突出。B. B. 秋水仙素秋水仙素(colchicine)(colchicine)：主要用于植物主要用于植物阻止細(xì)胞分裂過程中的阻止細(xì)胞分裂過程中的紡綞體紡綞體的形成，可使

9、染色的形成，可使染色體正常復(fù)制而細(xì)胞不發(fā)生分裂，從而形成同源多體正常復(fù)制而細(xì)胞不發(fā)生分裂，從而形成同源多倍體細(xì)胞。倍體細(xì)胞。C. C. 其他：其他：N N2 2O O 特點(diǎn)：特點(diǎn)：化學(xué)藥物價(jià)格昂貴，有毒性化學(xué)藥物價(jià)格昂貴，有毒性2.2.物理學(xué)方法物理學(xué)方法 溫度休克法溫度休克法原理：原理：引起細(xì)胞內(nèi)酶構(gòu)型的變化，不利于酶促反應(yīng)的進(jìn)行，引起細(xì)胞內(nèi)酶構(gòu)型的變化，不利于酶促反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致細(xì)胞分裂時(shí)形成紡綞絲所需的導(dǎo)致細(xì)胞分裂時(shí)形成紡綞絲所需的ATPATP供應(yīng)受阻。抑制供應(yīng)受阻。抑制第二極體的釋放，誘導(dǎo)三倍體或四倍體第二極體的釋放，誘導(dǎo)三倍體或四倍體方法：方法：冷休克法（冷休克法（0-50-5）和熱

10、休克法（）和熱休克法（3030左右）左右）特點(diǎn)：特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)胚胎發(fā)育影響小，有利于操作簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)胚胎發(fā)育影響小，有利于養(yǎng)殖場(chǎng)大規(guī)模生產(chǎn)使用養(yǎng)殖場(chǎng)大規(guī)模生產(chǎn)使用適用：適用：冷水魚類應(yīng)用熱休克法，溫水性魚類用冷休克效果冷水魚類應(yīng)用熱休克法，溫水性魚類用冷休克效果較好較好關(guān)鍵：關(guān)鍵：成功阻止第二次成熟分裂和第二極體的排出成功阻止第二次成熟分裂和第二極體的排出 2. 2.物理學(xué)方法物理學(xué)方法B B、水靜壓法、水靜壓法原理：原理：抑制第二極體的排出或第一次卵裂抑制第二極體的排出或第一次卵裂方法：方法：65kg/cm65kg/cm2 2特點(diǎn)：特點(diǎn)：誘導(dǎo)率高（誘導(dǎo)率高（9090以上）

11、，處理時(shí)間短，對(duì)受以上），處理時(shí)間短，對(duì)受精卵損傷小，成活率高。精卵損傷小，成活率高。 需要專門的設(shè)備需要專門的設(shè)備水壓機(jī)，成本較高，不水壓機(jī)，成本較高，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。適于大規(guī)模生產(chǎn)。3. 3. 生物學(xué)方法生物學(xué)方法動(dòng)物通過雜交方法動(dòng)物通過雜交方法尤其是種間雜交獲尤其是種間雜交獲得異源多倍體。得異源多倍體。種種間雜交導(dǎo)致第二極間雜交導(dǎo)致第二極體不排出。體不排出。草魚草魚 三角魴三角魴 (2n=48) ( 2n =48)(2n=48) ( 2n =48) 草魴雜種草魴雜種(3n=72)(3n=72) 人工誘導(dǎo)三倍體的方法人工誘導(dǎo)三倍體的方法p直接途徑，直接途徑，即用物理或化學(xué)的方法對(duì)受精卵即

12、用物理或化學(xué)的方法對(duì)受精卵進(jìn)行處理，阻礙第二極體外排。（即前述的進(jìn)行處理，阻礙第二極體外排。（即前述的物理法、化學(xué)法）物理法、化學(xué)法）p間接途徑，間接途徑，即首先誘導(dǎo)獲得四倍體，待四倍即首先誘導(dǎo)獲得四倍體，待四倍體個(gè)體性成熟后再與二倍體個(gè)體交配，從而體個(gè)體性成熟后再與二倍體個(gè)體交配，從而獲得三倍體子代。獲得三倍體子代。25三倍體三倍體 植物植物2627三倍體三倍體 動(dòng)物動(dòng)物2多倍體的倍性鑒定多倍體的倍性鑒定（1）直接法）直接法 1）染色體計(jì)數(shù)：）染色體計(jì)數(shù)：是鑒定多倍體的一個(gè)準(zhǔn)確的直接方法，是鑒定多倍體的一個(gè)準(zhǔn)確的直接方法，但比較費(fèi)時(shí)。但比較費(fèi)時(shí)。 2）DNA含量測(cè)定含量測(cè)定：細(xì)胞：細(xì)胞DNA

13、含量測(cè)定是倍性鑒定的另含量測(cè)定是倍性鑒定的另一個(gè)有效的直接方法。一個(gè)有效的直接方法。（2）間接法）間接法 1）核體積測(cè)量）核體積測(cè)量 2）蛋白質(zhì)電泳）蛋白質(zhì)電泳 3）生化分析）生化分析29303動(dòng)物多倍體育種的意義動(dòng)物多倍體育種的意義1 1）多數(shù)具有良好的生長(zhǎng)率）多數(shù)具有良好的生長(zhǎng)率2 2）低等動(dòng)物的種間雜交優(yōu)勢(shì)非常明顯）低等動(dòng)物的種間雜交優(yōu)勢(shì)非常明顯3 3）巨大性）巨大性4 4）育性低）育性低( (四倍體可育四倍體可育) )31魚類三倍體育種的意義魚類三倍體育種的意義 p三倍體是非偶數(shù)染色體組，阻礙了生殖細(xì)胞正三倍體是非偶數(shù)染色體組，阻礙了生殖細(xì)胞正常的減數(shù)分裂，結(jié)果導(dǎo)致性腺不能發(fā)育。不育常

14、的減數(shù)分裂，結(jié)果導(dǎo)致性腺不能發(fā)育。不育的三倍體經(jīng)濟(jì)魚類因?yàn)闆]有性成熟階段性腺發(fā)的三倍體經(jīng)濟(jì)魚類因?yàn)闆]有性成熟階段性腺發(fā)育的能量損耗，所以有以下優(yōu)點(diǎn)：育的能量損耗，所以有以下優(yōu)點(diǎn)：避免了性腺發(fā)育階段和產(chǎn)卵季節(jié)魚肉質(zhì)量下降避免了性腺發(fā)育階段和產(chǎn)卵季節(jié)魚肉質(zhì)量下降并延長(zhǎng)了上市時(shí)間并延長(zhǎng)了上市時(shí)間避免了性腺發(fā)育階段的生長(zhǎng)停滯和死亡率增加避免了性腺發(fā)育階段的生長(zhǎng)停滯和死亡率增加縮短了養(yǎng)殖周期，減少了養(yǎng)殖成本并可養(yǎng)成大縮短了養(yǎng)殖周期，減少了養(yǎng)殖成本并可養(yǎng)成大型個(gè)體型個(gè)體32利用三倍體魚類不育性的優(yōu)點(diǎn)，利用三倍體魚類不育性的優(yōu)點(diǎn)，人們可以達(dá)到這樣的目的：人們可以達(dá)到這樣的目的： 獲得生長(zhǎng)速度較快的三倍體品種

15、，提高魚獲得生長(zhǎng)速度較快的三倍體品種，提高魚類養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益類養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益 控制養(yǎng)殖魚類的過度繁殖和防止對(duì)天然資控制養(yǎng)殖魚類的過度繁殖和防止對(duì)天然資源的干擾源的干擾33湘云鯽湘云鯽由湖南師由湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉筠院士培育院劉筠院士培育 3435Triploid Grass Carp三倍體草魚三倍體草魚3610.1.2 動(dòng)物的單倍體育種動(dòng)物的單倍體育種1人工單性生殖人工單性生殖（1）雌核發(fā)育）雌核發(fā)育gynogenesis dindenisis （2）雄核發(fā)育）雄核發(fā)育androgenesis ndrdenisis 3710.1.2 動(dòng)物的單倍體育種動(dòng)物的單倍體育種1.1

16、.雌核發(fā)育雌核發(fā)育：指精子雖然能正常地鉆入卵子中并指精子雖然能正常地鉆入卵子中并激活卵子，但精子的細(xì)胞核并未參與卵球的發(fā)育，激活卵子，但精子的細(xì)胞核并未參與卵球的發(fā)育，胚胎的發(fā)育僅在胚胎的發(fā)育僅在母體遺傳物質(zhì)母體遺傳物質(zhì)的控制下進(jìn)行。的控制下進(jìn)行。方法：方法：經(jīng)遺傳失活的動(dòng)物精子刺激而使卵子發(fā)育經(jīng)遺傳失活的動(dòng)物精子刺激而使卵子發(fā)育為正常的為正常的二倍體二倍體動(dòng)物。動(dòng)物。 38抑制第二極體外排抑制第一次卵裂精子遺傳物質(zhì)失活39 Haploid embryos are generated by mock-fertilizing eggs with UV-irradiated sperm (whic

17、h cannot contribute genetically), and can survive a few days. Haploids can be rescued by suppressing formation of the polar body with pressure treatment shortly after fertilization. 40朱朱 洗洗 細(xì)胞學(xué)家。浙江臨海人。細(xì)胞學(xué)家。浙江臨海人。19311931年獲法國(guó)國(guó)家博士學(xué)年獲法國(guó)國(guó)家博士學(xué)位。中國(guó)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)生物研究所所長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事兩位。中國(guó)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)生物研究所所長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事兩棲類、魚類、家蠶等動(dòng)物卵子成熟、受精

18、等研究棲類、魚類、家蠶等動(dòng)物卵子成熟、受精等研究 。19611961年使人工雌核發(fā)育的雌蟾蜍與雄蟾蜍交配，繁年使人工雌核發(fā)育的雌蟾蜍與雄蟾蜍交配，繁殖出殖出沒有外祖父的蟾蜍沒有外祖父的蟾蜍，證明了單性生殖的高等動(dòng)，證明了單性生殖的高等動(dòng)物仍保有傳代的能力。物仍保有傳代的能力。41 雌核發(fā)育的意義雌核發(fā)育的意義雌核發(fā)育具有產(chǎn)生單性種群的能力雌核發(fā)育具有產(chǎn)生單性種群的能力迅速地產(chǎn)生同源型二倍體克隆迅速地產(chǎn)生同源型二倍體克隆可通過克隆自交，即以激素致使性逆轉(zhuǎn)可通過克隆自交，即以激素致使性逆轉(zhuǎn)為雄性，再與同胞姐妹交配，獲得強(qiáng)壯的為雄性，再與同胞姐妹交配，獲得強(qiáng)壯的純系同型配子二倍體，然后借助于雌核發(fā)純

19、系同型配子二倍體，然后借助于雌核發(fā)育，產(chǎn)生新的純系來篩選除去有害的等位育，產(chǎn)生新的純系來篩選除去有害的等位基因，以改良近親繁殖系基因，以改良近親繁殖系10.1.2 動(dòng)物的單倍體育種動(dòng)物的單倍體育種2.2.雄核發(fā)育：雄核發(fā)育：用經(jīng)過紫外線、用經(jīng)過紫外線、X X線或線處理線或線處理的卵子與正常的精子受精，再在適當(dāng)時(shí)間施的卵子與正常的精子受精，再在適當(dāng)時(shí)間施以冷、熱或高壓等物理處理，使進(jìn)入卵子內(nèi)以冷、熱或高壓等物理處理，使進(jìn)入卵子內(nèi)的精子染色體加倍，而發(fā)育成完全為父本性的精子染色體加倍，而發(fā)育成完全為父本性狀的二倍體。狀的二倍體。定義：定義：遺傳失活的卵子與精子結(jié)合，發(fā)育成遺傳失活的卵子與精子結(jié)合，

20、發(fā)育成只有只有父本父本染色體個(gè)體的一種特殊生殖方式。染色體個(gè)體的一種特殊生殖方式。 43人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育的方法人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育的方法（1）精子遺傳物質(zhì)的失活）精子遺傳物質(zhì)的失活 輻射處理（輻射處理（紫外線紫外線）、）、 化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)、 直接去除受精卵中的雄性原核直接去除受精卵中的雄性原核（2）細(xì)胞分裂的阻止（雌核染色體二倍）細(xì)胞分裂的阻止（雌核染色體二倍化）化） 溫度休克、靜水壓力、化學(xué)抑制劑處理溫度休克、靜水壓力、化學(xué)抑制劑處理44 Heat-shock treatment to activated/fertilized eggs of Indian major carps to in

21、duce diploid gynogenesis/polyploidy respectively 熱休克45人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育的方法人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育的方法（3）雌核發(fā)育的鑒別）雌核發(fā)育的鑒別 鑒別雌核發(fā)育的個(gè)體，通常以顏色、形狀鑒別雌核發(fā)育的個(gè)體，通常以顏色、形狀和生化等方面的指標(biāo)為根據(jù)。和生化等方面的指標(biāo)為根據(jù)。 目前，還采用細(xì)胞學(xué)和遺傳標(biāo)記的方法目前，還采用細(xì)胞學(xué)和遺傳標(biāo)記的方法4610.2 10.2 動(dòng)物染色體結(jié)構(gòu)的改造動(dòng)物染色體結(jié)構(gòu)的改造染色體片段的刪除和重排染色體片段的刪除和重排染色體的易位工程染色體的易位工程47染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異易位：一個(gè)染色體上某一區(qū)段跟另一非同源染色體

22、上的區(qū)段發(fā)生互換缺失：染色體的某一區(qū)段及帶有的基因一起丟失倒位：染色體上某一區(qū)段連同它帶有的基因順序發(fā)生180度倒轉(zhuǎn)重復(fù)：一個(gè)染色體上增加了相同的某個(gè)區(qū)段。10.3 人工染色體人工染色體 人工染色體酵母人工染色體細(xì)菌人工染色體哺乳類人工染色體人工染色體的應(yīng)用49人工染色體人工染色體 染色體要確保在細(xì)胞分裂中保持穩(wěn)定性，必須要能夠自染色體要確保在細(xì)胞分裂中保持穩(wěn)定性，必須要能夠自我復(fù)制和向子細(xì)胞中平均分配，需要我復(fù)制和向子細(xì)胞中平均分配，需要3個(gè)關(guān)鍵序列：個(gè)關(guān)鍵序列： 1.自主復(fù)制自主復(fù)制DNA序列（序列（ARS） 是是DNA復(fù)制的起點(diǎn)，確保染色體能夠開始自我復(fù)制。復(fù)制的起點(diǎn)，確保染色體能夠開始

23、自我復(fù)制。 2.著絲粒著絲粒DNA序列（序列（CEN） 確保染色體在細(xì)胞分裂時(shí)能平均分配到子細(xì)胞中。確保染色體在細(xì)胞分裂時(shí)能平均分配到子細(xì)胞中。 3.端粒端粒DNA序列（序列（TEL） 使使DNA能結(jié)束復(fù)制，確保染色體的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。能結(jié)束復(fù)制，確保染色體的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。50人工染色體人工染色體 定義：定義：人工構(gòu)建的含有人工構(gòu)建的含有復(fù)制起始點(diǎn)、著絲粒復(fù)制起始點(diǎn)、著絲粒和端粒和端粒三個(gè)關(guān)鍵序列的三個(gè)關(guān)鍵序列的載體載體系統(tǒng)。系統(tǒng)。51 現(xiàn)正在研究的人工染色體有三種：現(xiàn)正在研究的人工染色體有三種： 酵母人工染色體（克隆容量酵母人工染色體（克隆容量105-1010bp）（yeast artif

24、icial chromosome, YAC）細(xì)菌人工染色體（常用于克隆約細(xì)菌人工染色體（常用于克隆約300bp片段）片段）（bacterial artificial chromosome, BAC）哺乳類人工染色體哺乳類人工染色體（mammalian artificial chromosome, MAC）52 YAC YAC 載體基本序列元件載體基本序列元件： 酵母染色體DNA自主復(fù)制順序（ARS）： 負(fù)責(zé)DNA復(fù)制酵母染色體的著絲粒順序（CEN）： 保證酵母細(xì)胞分裂時(shí)染色體的分配酵母染色體的端粒順序（TEL）： 維持染色體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（兩端各一個(gè)） 選擇標(biāo)記：用于重組克隆的篩選 pYAC4是

25、一個(gè)大腸桿菌穿梭質(zhì)粒，含有Amp大腸桿菌篩選標(biāo)記YACYAC重組載重組載體構(gòu)建示體構(gòu)建示意圖意圖完整的染色體DNA的提取基因組DNA酶切大片段的獲取YAC載體臂的制備YAC臂與目的DNA大片段的連接YAC重組體對(duì)酵母的轉(zhuǎn)化YAC基因庫的鑒定目的基因YAC克隆的篩選目的基因YAC克隆的鑒定YAC克隆技術(shù)流程克隆技術(shù)流程YACYAC的主要用途是：的主要用途是：(1)YAC可容納大片段的外源DNA ，而且在構(gòu)建基因組文構(gòu)建基因組文庫庫時(shí)需要較少的克隆。(2)用YAC克隆構(gòu)建的物理圖譜在復(fù)雜的生物基因組分析基因組分析和和DNADNA測(cè)序測(cè)序中發(fā)揮著重要作用。目前，用YAC提供大片段DNA構(gòu)建染色體圖譜

26、的技術(shù)已在人類、植物、昆蟲、鳥類、兩棲類等動(dòng)物中得到廣泛應(yīng)用，相比于早期的DNA片段載體，YAC是容納大片段外源DNA的首選載體。(3)在基因功能研究基因功能研究中，基因嵌入及轉(zhuǎn)基因技術(shù)都采用了YAC克隆系統(tǒng)。通過YAC嵌入的基因不僅片段長(zhǎng)，而且嵌入的基因更適于體內(nèi)表達(dá)，并有利于基因保持其固有的空間構(gòu)象和功能的發(fā)揮。 YACYAC的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)： 1、插入片段大，穩(wěn)定性較差，不易操作 2、插入的大片段常發(fā)生缺失，使文庫不完整 3、YAC與酵母天然染色體分子結(jié)構(gòu)相似分離時(shí)難與天然染色體分開 4、文庫中的嵌合現(xiàn)象嚴(yán)重 5、因插入片段大，往往發(fā)生序列重排，造成序列錯(cuò)亂。細(xì)菌人工染色體（細(xì)菌人工染色體（BAC） 新一代BAC載體為7.4kb的環(huán)狀質(zhì)粒環(huán)狀質(zhì)粒，主要結(jié)構(gòu)有：F因子的因子的parA，parB，parC基因基因 保證低拷貝的BAC質(zhì)粒在大腸桿菌分裂時(shí)均勻分配到子代細(xì)胞。起始起始o(jì)riS基因基因 嚴(yán)密控制，決定低拷貝數(shù)和復(fù)制起始解旋酶基因解旋酶基因repC 易于DNA復(fù)制和決定復(fù)制方向選擇標(biāo)志基因選擇標(biāo)志基因Cmr 氯霉素抗性基因lacZ基因基因 顏色鑒別重組子，外源基因插入其中l(wèi)oxP和和cosN位點(diǎn)位點(diǎn) 易于克隆DNA回收和操作 BAC的特點(diǎn)： 宿主中只有1-2個(gè)拷貝 插入片段不易變化，穩(wěn)定遺傳 避免嵌合現(xiàn)象 轉(zhuǎn)化