动物基因工程

概述

一、基因工程

二、基因工程的发展历程

三、基因工程研究现状及发展趋势

上篇动物基因工程的分子生物学基础

第一章动物基因的结构与组合

第一节动物基因的分子结构

一、DNA的碱基组成

二、DNA的一级结构

三、DNA的二级结构

四、染色体

第二节动物基因的重复序列

一、动物基因的重复序列

二、动物DNA重复序列的组织形式

第三节动物基因的组织形式

一、动物基因的不连续性

二、基因家族和基因簇

三、串联重复基因

四、侧翼序列

第四节基因及基因组的大小

一、动物基因的大小

二、动物基因组的大小

第五节线粒体基因组

第二章DNA复制

第一节DNA复制机制

一、半保留复制

二、θ方式和滚环方式

第二节DNA的复制过程

一、复制的起始和方向

二、DNA双螺旋的解开

三、RNA引物的合成

四、半不连续复制

五、引发和引发体

六、链的延伸

七、链的终止

八、复制的忠实性

第三节动物染色体DNA复制

一、动物DNA复制起始点与起始

二、延伸

三、复制终止

四、端粒的复制

第三章动物基因的转录及转录水平的调控

第一节转录的机制

一、转录起始

二、转录的延伸

三、转录终止

第二节基因转录产物的后加工

一、rRNA的转录后加工

二、tRNA的转录后加工

三、mRNA的转录与后加工

第三节真核基因转录水平的调控

一、基因结构的活化

二、转录起始的调控

三、转录过程的调控

第四章蛋白质的生物合成及翻译水平的调控

第一节遗传密码

第二节tRNA及其功能

第三节核糖体的结构和装配

第四节真核生物蛋白质的合成

一、原核生物蛋白质生物合成机制

二、真核生物蛋白质的生物合成

第五节蛋白质翻译初始产物的修饰

第六节翻译水平的调控

一、翻译因子磷酸化调控

二、转铁蛋白mRNA翻译的调控模式

下篇动物基因工程操作

第五章基因工程中的常用技术

第一节凝胶电泳技术

一、凝胶电泳的基本原理

二、琼脂糖凝胶电泳

三、聚丙烯酰胺凝胶电泳

第二节核酸分子杂交技术

一、放射性同位素标记的DNA探针的制备

二、待测核酸的处理

三、杂交及杂交后漂洗

四、自显影

第三节细菌转化

第四节DNA核苷酸序列分析技术

一、Sanger双脱氧链终止法

二、Maxam-GilbertDNA化学降解法

第五节PCR扩增技术

一、基本原理

二、PCR的设计和参数

三、PCR技术的应用

第六章基因工程常用的酶类

第一节限制性核酸内切酶和DNA分子的体外切割

一、Ⅱ类限制性内切酶的基本特点

二、限制性内切酶的来源及命名

三、影响限制性内切酶活性的因素

四、限制性内切酶酶切图谱分析

第二节DNA连接酶与DNA分子的体外连接

一、DNA连接酶

二、DNA的连接方法

第三节DNA聚合酶及其在基因工程中的应用

一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ(全酶)

二、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段(Klenow片段)

三、T4噬菌体DNA聚合酶

四、T7噬菌体DNA聚合酶

五、经修饰的T7噬菌体DNA聚合酶(测序酶)

六、TaqDNA聚合酶及AmpliTaqTMDNA聚合酶

七、反转录酶(依赖于RNA的DNA聚合酶)

八、末端转移酶(末端脱氧核苷酸转移酶)

第四节核酸外切酶及核酸内切酶

一、核酸外切酶

二、核酸内切酶

第五节其他DNA和RNA的修饰酶及其应用

第七章基因工程的载体和宿主表达系统

第一节细菌质粒载体

一、质粒的基本特性

二、不同用途的细菌质粒载体

第二节噬菌体载体

一、λ噬菌体

二、M13噬菌体

第三节酵母系统载体

一、酵母整合质粒

二、酵母复制子质粒

三、酵母游离基因载体

第四节动物病毒载体

一、病毒颗粒载体

二、病毒DNA混合型载体

第五节原核细胞表达系统

一、影响真核基因在大肠杆菌中表达的主要因素

二、外源基因在大肠杆菌细胞内表达重组蛋白

三、重组蛋白分泌到周质

四、重组蛋白分泌到胞外培养基中

第六节真核细胞表达系统

一、酵母表达系统

二、哺乳动物细胞表达系统

第七节个体表达系统

第八章基因工程的基本操作程序

第一节基因工程的基本程序

第二节DNA体外重组和扩增

一、目的基因的制备和载体基因的选择与改造

二、目的DNA片段与载体DNA体外重组

三、重组子的扩增

第三节重组DNA分子的选择与鉴定

一、抗性选择

二、从转化菌落快速提取质粒鉴定大小选择重组质粒

三、快速提取质粒进行酶切鉴定

四、菌落杂交法挑选重组质粒

五、DNA的序列分析

第四节重组DNA的表达与表达产物的检测

一、磷酸钙和DNA共沉淀物的转染

二、改进的磷酸钙介导细胞转染法

三、DEAE-葡聚糖介导的转染

四、利用聚阳离子介导的DNA转染

五、利用原生质体融合进行DNA转染

六、电穿孔法DNA转染

七、重组DNA表达及表达产物的检测与分析

第九章转基因动物

第一节转基因的设计和制备

一、转基因及转基因的设计

二、转基因的制备

三、影响基因转移的因素

四、动物转基因的效率

五、动物转基因的表达特性

六、动物转基因的生物学效应

第二节显微注射法制备转基因动物

一、转基因鼠的制备

二、转基因羊的制备

三、显微注射生产转基因牛

第三节转基因动物的检测

一、DNA整合水平的检测

二、RNA转录水平的检测

三、蛋白质水平的表达检测

第四节转基因动物品系的建立

一、纯合子转基因动物的鉴定

二、转基因拷贝数的测定

三、转基因表达产物或表型的定量

四、分裂间期核的原位杂交

五、试繁殖

六、应用侧翼序列探针的Southemblot检测

七、RT-PCR检测

第五节培育转基因动物的其他方法

一、胚胎干细胞介导的转基因

二、逆转录病毒介导的转基因

三、精子载体介导的转基因

第六节动物乳腺生物反应器

一、动物乳腺是外源蛋白质合成的首选器官

第七节转基因动物的应用及前景

第十章动物细胞工程

第一节动物细胞的培养

一、培养细胞的起源和特征

二、动物细胞培养的基本技术

第二节细胞融合与重组

一、细胞融合的基本技术

二、融合后杂种细胞的筛选

三、融合细胞的特征及应用

第三节单克隆抗体制备技术

一、制备单克隆抗体的基本原理与程序

二、单克隆抗体的应用

第四节染色体转移

一、微细胞介导的基因转移法

二、染色体介导的基因转移法

第五节DNA介导的基因转移

一、基因导入细胞的途径

二、转化细胞的选择

三、外源基因在哺乳动物细胞中的表达

四、DNA介导的基因转移的应用

第六节核移植技术

一、低等动物的核移植

二、哺乳动物的核移植

第七节胚胎干细胞简介

一、胚胎干细胞的基体特征

二、胚胎干细胞的分离和培养

三、胚胎干细胞的个体发育

第十一章动物基因治疗与基因免疫

第一节基因治疗及其基本程序

一、基因治疗的基本概念

二、基因治疗的分子机制

三、基因治疗的基本程序

第二节基因治疗的载体构建

一、目的基因

二、基因治疗的载体构建

第三节基因治疗的基因转移方式

一、直接注射法

二、外源基因体外转移后返回体内

三、呼吸道气溶胶法

四、基因枪粒子轰击基因转移技术

第四节疾病的基因治疗

一、遗传病的基因治疗

二、肿瘤性疾病的基因治疗

三、病毒病的基因治疗

四、基因治疗的副反应及其对策

第五节基因免疫

一、基因疫苗的概念

二、基因疫苗的特点

三、基因疫苗的免疫机制

四、基因疫苗的抗原呈递

五、基因疫苗的免疫途径

第六节基因疫苗载体的构建与表达检测

一、基因疫苗抗原基因

二、用于构建基因疫苗的载体

三、重组质粒在体外真核细胞中的表达与检测

四、基因疫苗制备

第七节基因疫苗免疫方法

一、肌肉注射法

二、皮内注射法

三、静脉注射法

四、黏膜免疫法

五、基因枪法

六、基因疫苗的免疫剂量和免疫次数

七、基因疫苗免疫效果检测

第八节影响基因疫苗免疫效果的因素

一、载体构件对基因疫苗免疫效果的影响

二、接种方法对免疫效果的影响

三、免疫佐剂和辅佐分子的作用

四、个体差异对基因免疫效果的影响

第九节基因疫苗的安全性

一、局部反应和全身毒性评定

二、遗传毒性评定

三、生殖毒性评定

四、肿瘤发生评定

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主要参考文献

　　基因工程是在诸多学科的基础上发展起来的一门应用学科，理论研究方位广，应用领域面宽。本书以动物基因的分子生物学为基础，深入浅出地阐明了动物基因工程的基本原理和操作技术，并着重介绍了转基因动物、动物细胞工程、基因治疗和基因免疫的基本原理及应用；各工程技术应用于医药、动物遗传育种等生产实践；基因工程用于生物学与医学、医药等基础理论研究诸方面的现状，并对未来的发展方向进行了初步的探讨。　　本书全面系统地论述了动物基因工程的基本原理和应用。主要内容包括基因的分子生物学基础、技术基础、酶学基础和操作程序介绍了动物细胞工程、转基因动物、基因治疗和基因免疫的基本原理及其在生命科学研究、医药、动物遗传育种、疾病诊断和治疗等方面的应用。　　基因工程属当代科技的前沿技术，理论性和技术性强。动物基因工程则立足于在基因水平进行设计重组，在细胞、组织和动物个体水平表达。本书仅在动物基因结构和表达调控的原理与应用方面给以简明扼要的论述，既可作为高等院校生物技术、畜牧兽医、动物检疫、食品工程及医学等学科的教科书，又可供从事生物技术研究方面的科研人员参考。