YAC
Définition
En génétique, YAC (acronyme anglais de Yeast Artificial chromosome) est un chromosome artificiel créé dans une cellule de levure qui comporte un fragment d'ADN et d'autres fragments complémentaires (centromère...). Les chromosomes artificiels de levure (YAC) sont des vecteurs utilisés dans la technologie de l'ADN recombinant.
Schéma de transformation d'un YAC (chromosome artificiel de levure) :
Un chromosome artificiel de levure (YAC) est composé de segments provenant de régions non adjacentes du génome à cloner, généralement en raison de la ligature de fragments de restriction lors du processus de clonage.
Explications
Le chromosome artificiel de levure (YAC) est une molécule d'ADN d'origine humaine utilisée pour cloner des séquences d'ADN dans des cellules de levure. Les YAC sont souvent utilisés dans le cadre de la cartographie et du séquençage des génomes. Des segments de l'ADN d'un organisme, jusqu'à un million de paires de bases de longueur, peuvent être insérés dans les YAC.
Les YAC sont, littéralement, des chromosomes artificiels de levure et en tant que tels, ils ont les trois caractéristiques communes à tous les chromosomes eucaryotes, à savoir les télomères, les centromères et une ou plusieurs origines de réplication. De plus, compte tenu de leur utilisation dans les technologies de l'ADN recombinant, les YAC contiennent un ou plusieurs sites de restriction grâce auxquels il est possible d'insérer de l'ADN exogène à cloner.
Étant des chromosomes eucaryotes, les YAC sont les vecteurs de clonage qui ont la capacité de contenir des inserts d'ADN plus gros, pouvant potentiellement atteindre jusqu'à 1 400 kb, que tout autre vecteur (BAC, plasmides, élément P de Drosophila) et cela a permis leur utilisation intensive dans les études sur les génomes des eucaryotes supérieurs. Certains fragments d'ADN exogènes peuvent être instables dans les vecteurs YAC, et d'autres types de vecteurs sont utilisés pour cloner ces fragments instables.
Structure
Un vecteur de clonage de chromosome artificiel de levure consiste en deux copies d'une séquence télomérique de levure (les télomères sont les séquences aux extrémités des chromosomes), un centromère de levure, un ars de levure (une séquence à réplication autonome où la réplication de l'ADN commence) et des marqueurs sélectionnables appropriés.
Caractéristiques
Les principales caractéristiques d'un chromosome artificiel de levure YAC sont :
- ils sont des chromosomes génétiquement modifiés dérivés de l'ADN de la levure;
- il s'agit d'une molécule d'ADN d'origine humaine utilisée pour cloner des séquences d'ADN dans des cellules de levure;
- ils sont les produits d'une méthodologie de clonage d'ADN recombinant pour isoler et propager de très grands segments d'ADN dans une levure hôte;
- en insérant de grands fragments d'ADN, les séquences insérées peuvent être clonées et cartographiées physiquement à l'aide d'un processus appelé marche chromosomique;
- la quantité d'ADN pouvant être clonée dans un YAC est, en moyenne, de 200 à 500 kb;
- cependant, jusqu'à 1 Mo (méga, 106) peut être cloné dans un YAC.
Utilisations
Les chromosomes artificiels de levure (YAC) ont été construits à l'origine afin d'étudier le comportement des chromosomes dans la mitose et la méiose sans les complications de la manipulation et de la déstabilisation des chromosomes natifs.
Les YACs représentant des étendues contiguës d'ADN génomique (contigs YAC) ont fourni un cadre de carte physique pour les génomes humains, de souris et même d'Arabidopsis.
Les YACs sont extrêmement populaires pour ceux qui essaient d'analyser des génomes entiers.
Avantages
Les chromosomes artificiels de levure (YAC) fournissent la plus grande capacité d'insertion de tout système de clonage. Les vecteurs d'expression de levure, tels que les YAC, les YIP (plasmides d'intégration de levure) et les YEP (plasmides épisomiques de levure), présentent des avantages par rapport aux chromosomes artificiels bactériens (BAC). Ils peuvent être utilisés pour exprimer des protéines eucaryotes qui nécessitent une modification post-traductionnelle.
Un avantage majeur du clonage dans la levure, un eucaryote, est que de nombreuses séquences instables, sous-représentées ou absentes lorsqu'elles sont clonées dans des systèmes procaryotes, restent stables et intactes dans les clones YAC. Il est possible de réintroduire des YAC intacts dans des cellules de mammifères où les gènes de mammifères introduits sont exprimés et utilisés pour étudier les fonctions des gènes dans le contexte de séquences flanquantes.
Principe de fonctionnement
Le chromosome artificiel de levure, qui est souvent abrégé en YAC, est un système construit artificiellement qui peut subir une réplication. La conception d'un YAC permet d'insérer des segments extrêmement larges de matériel génétique. Les cycles de réplication suivants produisent de nombreuses copies de la séquence insérée, dans une procédure génétique connue sous le nom de clonage.
Le principe de fonctionnement est similaire à celui des plasmides ou des cosmides :
- l'expérimentateur introduit quelques éléments typiques qui sont nécessaires pour une réplication correcte;
- dans le cas des YACs, les origines de réplication sont les centromères et les télomères des chromosomes de levure, qui doivent être insérés dans l'ADN à cloner;
- les constructions peuvent être transformées en sphéroplaste de levure et y sont ensuite répliquées;
- contrairement aux vecteurs, les YACs ne sont pas circulaires; ils sont constitués d'ADN linéaire.
Limites et inconvénients
Un problème rencontré dans la construction et l'utilisation de bibliothèques de YAC est qu'elles contiennent typiquement des clones qui sont chimériques, c'est-à-dire qui contiennent de l'ADN dans un seul clone provenant de différents emplacements dans le génome.
Les clones de YAC contiennent fréquemment des délétions, des réarrangements ou des morceaux non contigus de l'ADN cloné. En conséquence, chaque clone de YAC doit être soigneusement analysé pour s'assurer qu'aucun réarrangement de l'ADN ne s'est produit.
L'efficacité du clonage est faible car environ 1 000 clones sont obtenus par microgramme d'ADN vecteur et insert.
Les YACs se sont avérés moins stables que les BAC.
Le rendement en ADN de YAC isolé à partir d'un clone de levure contenant un YAC est assez faible.
L'ADN YAC ne représente que quelques pourcents de l'ADN total dans la cellule de levure recombinante. Il est difficile d'obtenir ne serait-ce que 1 μg d'ADN de YAC.
Le clonage des YAC est trop compliqué pour être réalisé par un chercheur seul.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "yAC" :
- chromosome artificiel de levure
0 antonyme (sens contraire).
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