分子生物學

分子生物學

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作者：楊建雄 主編

出版日期：2009年6月 書號：978-7-122-04979-7

開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：356頁

全書每章以引人入勝的導言為開端，以本章內容的發展史，理論和實踐方面的意義為切入點來激發學生的學習興趣，並注意將科學史上一些重要發現的概況編入教材，以培養學生科學思維的能力和敬業精神。分12章深入地闡述了主要生物大分子的結構、生物合成及其調控機制，介紹了基因組學、PCR、DNA克隆、克隆基因的表達等研究方法的基本原理和應用。

本書可作為各類高等院校生物、農林、醫學等專業本科生和研究生的教科書，也可作為相關專業教師和科研人員的參考書。

1緒論1

11分子生物學的概念1

12分子生物學的研究內容1

13分子生物的發展和展望2

131分子生物學的興起2

132分子生物學的發展4

133分子生物學的展望5

本章內容提要6

思考題6

2核酸的結構和功能7

21DNA是主要的遺傳物質7

22核酸的組成成分8

221戊糖8

222含氮鹼基9

223核苷10

224核苷酸10

23核酸的一級結構13

24DNA的二級結構13

241DNA雙螺旋結構的實驗依據14

242DNA雙螺旋結構的要點14

243DNA二級結構的其他類型16

25DNA的高級結構19

251環狀DNA的超螺旋結構19

252真核生物染色體的結構20

26RNA的結構和功能23

261tRNA23

262rRNA24

263mRNA和hnRNA25

264snRNA和snoRNA25

265asRNA和RNAi25

266非編碼RNA的多樣性26

27核酸的性質27

271一般理化性質27

272紫外吸收性質28

273核酸結構的穩定性28

274核酸的變性28

275核酸的復性29

28核酸的研究方法31

281核酸的提取與沉澱31

282核酸的電泳分離32

283核酸的超速離心32

284核酸的分子雜交33

285DNA晶元技術及應用34

286DNA的化學合成 34

29核酸的序列測定35

291鏈終止法35

292焦磷酸測序技術37

本章內容提要38

思考題40

3基因和基因組41

31基因的概念41

32基因的類型43

321基因家族和基因簇43

322假基因45

323重疊基因46

324移動基因46

325斷裂基因46

33基因組51

331基因組的概念51

332病毒的基因組52

333原核生物的基因組55

34真核生物的基因組57

341真核生物基因組的特點57

342真核生物基因組的重複序列58

343線粒體基因組的結構63

344葉綠體基因組的結構65

35結構基因組學66

351遺傳圖譜和物理圖譜67

352重疊群的建立67

353高解析度物理圖譜的製作68

354序列測定69

355基因定位71

36功能基因組學71

361功能基因組學的概念71

362蛋白質組學72

363生物信息學75

本章內容提要77

思考題79

4DNA的生物合成80

41DNA複製的概況80

411DNA的半保留複製80

412複製的起點和方向81

42原核生物DNA的複製82

421參與原核生物DNA複製的酶和蛋白質82

422複製的起始88

423DNA鏈的延伸89

424複製的終止91

43真核生物DNA的複製92

431參與真核生物DNA複製的酶和蛋白質92

432真核生物DNA複製的特點93

433真核生物DNA複製的過程94

434端粒DNA的複製95

435DNA複製與核小體組裝96

44DNA複製的其他方式97

441滾環複製97

442取代環複製97

443線形DNA末端複製的問題98

45DNA複製的高度忠實性100

46逆轉錄作用100

461逆轉錄病毒的結構101

462cDNA的合成103

463原病毒DNA的整合104

464逆轉錄作用的生物學意義105

47原核生物DNA複製的調控105

471大腸桿菌染色體DNA複製的調控105

472ColEl質粒DNA複製的調控106

473R6K質粒DNA複製的調控106

474單鏈DNA噬菌體複製的調控107

475λ噬菌體DNA複製的調控107

48真核生物DNA複製的調控107

481SV40病毒DNA複製的調控108

482腺病毒DNA複製的調控108

483酵母染色體DNA複製的調控108

本章內容提要109

思考題111

5DNA的損傷與修復113

51DNA損傷的產生113

511DNA分子的自發性損傷113

512物理因素引起的DNA損傷115

513化學因素引起的DNA損傷116

52基因的突變119

521突變的類型119

522突變的回復和校正120

523誘變劑和致癌劑的檢測122

53DNA損傷的修復122

531直接修復122

532切除修復124

533錯配修復129

534雙鏈斷裂的修復130

54損傷跨越131

541重組跨越131

542跨越合成132

55DNA修復缺陷與癌症的關係133

本章內容提要134

思考題135

6DNA重組和克隆137

61同源重組137

611同源重組的分子模型137

612細菌的基因轉移與重組139

613細菌同源重組的酶學機制142

614真核生物的同源重組143

62位點特異性重組145

621位點特異性重組的機制145

622λ噬菌體DNA的整合與切除146

623細菌的特異位點重組147

624免疫球蛋白基因的V(D)J重組147

63轉座重組149

631轉座子的概念149

632原核生物的轉座子150

633真核生物的轉座子152

64逆轉錄轉座子155

641逆轉錄轉座子的結構155

642逆轉錄轉座子的生物學意義157

65轉座的分子機制158

651非複製型轉座158

652複製型轉座158

66聚合酶鏈式反應技術160

661PCR的基本原理160

662PCR反應體系的優化161

663PCR技術的擴展162

67DNA克隆163

671用於DNA克隆的工具酶163

672常用的克隆載體164

673DNA分子的體外連接166

674重組子導入受體細胞167

675重組子的篩選167

676基因組文庫的構建169

677cDNA文庫的構建170

678目的基因的來源170

68克隆基因的表達171

681檢測表達產物的方法171

682外源基因在原核細胞中的表達173

683外源基因在真核細胞中的表達175

69轉基因植物和轉基因動物179

691轉基因植物179

692轉基因動物180

本章內容提要181

思考題183

7RNA的生物合成185

71RNA生物合成的概況185

72原核生物的轉錄186

721原核生物的RNA聚合酶186

722轉錄的起始188

723RNA鏈的延伸190

724轉錄的終止191

73真核生物的轉錄193

731真核生物轉錄的特點193

732真核生物的RNA聚合酶193

733RNA聚合酶Ⅱ催化的轉錄194

734RNA聚合酶Ⅰ催化的轉錄198

735RNA聚合酶Ⅲ催化的轉錄199

74轉錄校對200

75轉錄過程的選擇性抑制200

751鹼基類似物201

752DNA模板功能的抑製劑201

753RNA聚合酶的抑制物202

76RNA複製203

761RNA複製的特點203

762雙鏈RNA病毒的RNA複製203

763正鏈RNA病毒的RNA複製203

764負鏈RNA病毒的RNA複製204

765無模板的RNA合成205

本章內容提要205

思考題207

8轉錄產物的加工208

81原核生物RNA的轉錄后加工208

811原核生物tRNA前體的加工208

812原核生物rRNA前體的加工209

813原核生物mRNA前體的加工210

82真核生物tRNA前體的轉錄后加工211

821真核生物tRNA前體的結構特點211

822內含子的剪接211

823在3′端添加CCA212

824核苷酸的修飾212

83真核生物rRNA前體的轉錄后加工212

831rRNA基因的結構212

832rRNA前體的核苷酸修飾 213

833rRNA前體的剪切214

84真核生物mRNA前體的加工215

841形成5′端帽子結構215

842形成3′端的多聚腺苷酸217

843斷裂基因的拼接219

85不同類型內含子的比較222

851Ⅰ型內含子222

852Ⅱ型內含子223

853內含子剪接機制的比較225

86核酶225

861核酶的發現225

862核酶的類型226

863核酶的結構226

本章內容提要227

思考題229

9蛋白質的生物合成230

91蛋白質生物合成的概述230

911mRNA是蛋白質合成的模板230

912tRNA是氨基酸的運載體232

913核糖體是蛋白質合成的場所233

914參與蛋白質合成的各種輔因子235

92遺傳密碼的破譯235

921遺傳密碼是三聯體236

922用人工合成的多聚核苷酸破譯遺傳密碼236

923用人工合成的三核苷酸破譯遺傳密碼237

93遺傳密碼的特性238

931遺傳密碼是連續排列的三聯體238

932起始密碼與終止密碼238

933遺傳密碼的簡併性239

934遺傳密碼的變偶性239

935遺傳密碼的通用性240

936遺傳密碼的防錯系統241

937可讀框242

94氨醯tRNA的合成242

941合成氨醯tRNA的反應242

942氨醯tRNA合成酶的特異性244

95原核生物的蛋白質合成245

951原核生物肽鏈合成的起始245

952原核生物肽鏈合成的延伸247

953原核生物肽鏈合成的終止249

96真核生物的蛋白質合成250

961真核生物肽鏈合成的起始250

962真核生物肽鏈合成的延伸253

963真核生物肽鏈合成的終止253

97蛋白質生物合成的抑製劑254

971原核生物肽鏈合成的抑製劑254

972真核生物肽鏈合成的抑製劑254

973作用於原核生物和真核生物的肽鏈合成抑製劑255

本章內容提要255

思考題256

10肽鏈合成后的加工和輸送257

101肽鏈合成后的加工257

1011肽鏈的剪接257

1012氨基酸殘基的修飾258

1013多肽鏈的摺疊261

102肽鏈合成后的定向輸送264

1021共翻譯途徑265

1022翻譯后途徑267

本章內容提要271

思考題272

11原核生物基因表達的調控273

111原核生物基因表達調控的概述273

112DNA水平的調控274

1121細菌DNA重排對基因表達的影響274

1122σ因子對原核生物轉錄起始的調控275

113操縱子對基因表達的調控276

1131操縱子的基本結構277

1132乳糖操縱子278

1133阿拉伯糖操縱子281

1134色氨酸操縱子282

114轉錄終止階段的調控285

1141抗終止作用286

1142弱化作用287

115翻譯水平的調控287

1151mRNA二級結構對基因表達的調控288

1152mRNA穩定性對翻譯的調節288

1153反義RNA對翻譯的調控289

1154蛋白質合成的自體調控290

1155嚴謹反應與核糖體合成的調控293

116核開關和群體感應294

1161核開關294

1162群體感應295

本章內容提要296

思考題297

12真核生物基因表達的調控298

121真核生物基因表達調控的特點298

1211原核生物和真核生物基因表達調控的差別298

1212真核生物基因表達調控的層次299

122染色體水平的調控300

1221異染色質化對基因活性的影響300

1222組蛋白對基因活性的影響301

1223非組蛋白對基因活性的影響305

1224核基質對基因活性的影響306

1225基因的丟失307

1226基因的擴增307

123染色體基因的重排 308

1231免疫球蛋白基因的重排308

1232酵母交配型染色體的重排310

124DNA水平的調控310

1241DNA的甲基化310

1242DNA甲基化對轉錄活性的影響311

125真核生物轉錄水平的調控313

1251順式作用元件313

1252反式作用因子315

1253轉錄調控的作用機制319

1254固醇類激素對基因轉錄的調控322

126轉錄后水平的調控325

1261可變剪接326

1262反式剪接328

1263RNA編輯329

1264RNA的轉運330

127翻譯水平的調控331

1271mRNA穩定性對基因活性的影響331

1272翻譯起始階段的調控333

1273mRNA的選擇性翻譯335

1274RNA干擾導致的基因沉默336

128翻譯后調控 337

129真核生物發育過程中的基因表達調控339

1291母性基因339

1292分節基因340

1293同源異型基因340

本章內容提要342

思考題343

參考文獻345

中文索引346

英文縮寫詞索引351