二、噬菌體載體
噬菌體（phage)是感染細菌的一類病毒，有的噬菌體基因組較大，加入λ噬菌和T噬菌體等；有的則較小，如M13、f1、fd噬菌體等。用感染大腸桿菌的λ噬菌體改造成的載體應用最為廣泛。
λ噬菌體由頭和尾構成，其基因組是長約49kb的線性雙鏈DNA分子，組裝在頭部蛋白質外殼內部，其序列已被全部測出。λ噬菌體感染時，通過尾管將基因組DNA注入大腸桿菌，而將其蛋白質外殼留在菌外。DNA進入大腸桿菌后以其兩端12bp的互補單鏈粘末端環(huán)化成環(huán)狀雙鏈，可以兩種不同的方式繁殖（圖20-3)：①溶菌性方式（lytic pathway)：在營養(yǎng)充足，條件適合細菌繁殖時，利用宿主菌中的酶類和原料，λDNA上基因可按調控的順序表達合成構成噬菌體頭、尾和尾絲所需的各種蛋白質，λDNA經多次復制合成許多子代λDNA，于是裝配成許多子代的λ噬菌體，最后裂菌，釋放出許多新的λ噬菌體。②溶原性方式（lysogenic pathway)：進入細菌的λDNA可整合(integrate)入細菌的染色質DNA中，隨細菌染色體DNA復制，傳給細菌后代，這個穩(wěn)定潛伏在細菌染色質DNA中的λDNA稱為原噬菌體(prophage)，含有原噬菌體的細菌稱為溶源菌(lysogen)。λDNA的整合是可逆的，原噬菌體可從宿主DNA中切出，進入溶菌性方式的繁殖。
圖20-3 λ噬菌體的溶菌和溶原繁殖方式
λ噬菌體整個基因組如圖20-4所示，可分為三個部分，①左臂：從A到J長約20kb，其中的基因編碼構成頭部、尾部、尾絲對組裝完整噬菌體所需要的蛋白質。②中段：長約20kb，是λDNA整合和切出，溶原生長所需的序列。③右臂：長約10kb，是調控區(qū)，控制溶菌和溶原生長最重要的調控基因和序列、以及λDNA復制起始均在這區(qū)域內。左右臂包含λDNA復制、噬菌體結構蛋白合成、組裝成熟噬菌體、溶菌生長所需全部序列；對溶菌生長來說，中段是非必需的。醫(yī).學 全在.線,提供www.med126.com
利用λ噬菌體作載體，主要是將外來目的DNA替代或插入中段序列，使其隨左右臂一起包裝成噬菌體，去感染大腸桿菌，并隨噬菌體的溶菌繁殖而繁殖�，F(xiàn)在廣泛使用的λ噬菌體載體也是已作過許多人工改造的，主要的改造是：①設計去除λDNA上的一些限制性酶切點。這是因為λDNA較大，序列中的限制性酶切點過多，妨礙其應用。②在中段非必需區(qū)，替換插入某些標志基因如上述的可供藍白篩選lacI-lacZ’序列，和多克隆位點等。由此可構建出兩類λ噬菌體作載體；一類是插入型載體，可將外來序列插中段，常用的λgt系列載體，一般容許插入5-7kb外來DNA；另一類是轉換型載體，即可用外來DNA替代中段，如IMBL系列載體。
圖20-4 野生型λ噬菌體DNA及相應的λ噬菌體DNA圖譜
插入或置換中段外來的DNA長度是有一定限制的，當噬菌體DNA長度大于野生型λ噬菌體基因組105%或小于78%時，包裝而成的噬菌體存活力顯著下降。所以λ噬菌體載體可插入長5-20kb的外來DNA，這比質粒載體能插入的DNA長得多；而且包裝的λ噬菌體感染大腸桿菌要比質粒轉化細菌的效率高得多，所以λ噬菌體載體常用于構建cDNA文庫或基因組文庫。但λ噬菌體載體的克隆操作要比質粒載體復雜。
如果將左右臂和中段都去除，僅留下λDNA而端包裝噬菌體所必需的cos序列，再加上質粒的復制序列、標志基因、多克隆位點等，就可構成cos質�；蚍Q為粘粒的載體。粘粒可插入45kb長的外源DNA，然后用λ噬菌體外殼蛋白包裝成噬菌體，感染大腸桿菌后，粘粒的DNA能以質粒的形式在細菌中繁殖而被克隆。所以粘粒主要用于DNA文庫的構建。
三、動物病毒載體
質粒和噬菌體載體只能在細菌中繁殖，不能滿足真核DNA重組需要。感染動物的病毒可改造用作動物細胞的載體。由于動物細胞的培養(yǎng)和操作較復雜、花費也較多，因而病毒載體構建時一般都把細菌質粒復制起始序列放置其中。使載體及其攜帶的外來序列能方便地在細菌中繁殖和克隆，然后再引入真核細胞。目前病毒載體常用者有改造來自猴腎病毒SV40（Simian Virus 40)、逆轉錄病毒和昆蟲桿狀病毒等，使用這些病毒載體的目的多為將目的基因或序列放入動物細胞中表達或試驗其功能、或作基因治療等（見后)。
人基因組十分龐大，約含4×109bp，建立和篩選人的基因組文庫，要求有容量更大的載體，酵母人工染色體（yeast artificial chromosome,YAC)載體應運而生。YAC含有酵母染色體端粒（telesome)、著絲點(centromere)及復制起點等功能序列，可插入長度達200-500kb的外源DNA，導入酵母細胞可以隨細胞分裂周期復制繁殖供作克隆，成為人基因組研究計劃的重要工具。
