1983年，美国的Dana-Farber癌症研究所和哈佛大学医学院的教授首次在Nature上发表文章，报道了构建YAC(Yeast Artificial Chromosome)库的过程。1987年，Burke等人发现，仅仅带有ARS序列的载体虽然能够被复制，但极易在有丝分裂时丢失。即使在选择培养基上，也只有5%-20%的子代细胞带有ARS载体。加入Centromeres (CEN)能显著提高ARS质粒在有丝分裂时的稳定性，90%以上子代细胞带有该载体。CEN还能显著降低拷贝数，从20-50/细胞降为1-2/细胞.(Science, 236:806-812)。
人工染色体含有三种必需成分：着丝粒，端粒和复制起点。着丝粒(CEN)位于染色体中央，呈纽扣状结构，在有丝分裂时结合微管并调控染色体的运动，也是姐妹染色单体配对时的最后位点，接收细胞信号而使姐妹染色体分开。端粒(TEL):主要功能是防止染色体融合，降解，确保其完整复制。端粒酶以其自身RNA为模板，在染色体端部添加上端粒重复序列，并参与端粒长度和细胞增殖的调控。
复制起点：DNA复制通常由起始蛋白与特定的DNA序列相互作用开始。DNA合成的起始位点和DNA复制起点(遗传位点)所需的Cis靶区常位于同一段长约100bp的DNA上。
YAC的主要缺点
1.存在高比例的嵌合体，即一个YAC克隆含有两个本来不相连的独立片段；
2.部分克隆子不稳定，在转代培养中可能会发生缺失或重排；
3.难与酵母染色体区分开，因为YAC与酵母染色体具有相似的结构；
4.操作时容易发生染色体机械切割；
以细菌寄主系统为基础的克隆载体形成嵌合体的频率较低，转化效率高，又易于分离。科学家用“染色体建造”法用F质粒及其调控基因构建细菌载体，克隆大片段DNA。该质粒主要包括oriS, repE(控制F质粒复制)和parA, parB(控制拷贝数)等成分。
BAC的优点
1. 易于用电击法转化E.coli(转化效率比转化酵母高10-100倍)；
2. 超螺旋环状载体，易于操作；
3. F'质粒本身所带的基因控制了质粒的复制；
4. 很少发生体内重排。
有人把人类染色体端粒DNA上单个α-卫星DNA单元多聚化形成1Mb左右的大片段并与人类基因组DNA混合，产生了能被复制，能正常分裂并得到长期稳定保存的人工合成的染色体，长度约为6-10Mb，称为MAC或HAC。
