分子生物学

第一章 绪论1

第一节 历史回顾1

一、孟德尔遗传定律1

二、遗传的染色体理论2

第二节 分子生物学的遗传学背景3

一、DNA的发现3

二、基因的组成5

三、基因与蛋白质之间的关系5

第三节 分子生物学的诞生、发展及展望6

一、分子生物学的定义6

二、分子生物学的发展简述6

三、分子生物学的主要内容8

四、展望9

本章小结9

思考及练习题9

启迪、思考、探索、进展9

第二章 生物大分子的基本结构和性质11

第一节 生物大分子概述11

一、生物大分子的化学结构11

二、决定蛋白质和核酸三维结构的非

共价相互作用12

三、研究生物大分子的基本方法13

四、生物大分子的分子量测定14

第二节 DNA的结构和性质14

一、DNA的基本结构14

二、DNA的基本性质19

第三节 RNA22

一、成熟RNA22

二、前体RNA23

三、病毒RNA23

四、RNA的结构24

五、核酸的结构分析24

第四节 蛋白质27

一、蛋白质的结合位点和多亚基蛋白质27

二、蛋白质活性的调节29

三、蛋白质重要的结构域33

四、生物大分子相互作用和复杂聚集物的结构35

本章小结40

思考及练习题41

第三章 遗传物质的维持及维护42

第一节 复制42

一、概述42

二、DNA复制的相关蛋白质48

三、原核生物DNA复制的过程53

四、真核生物DNA复制的过程55

五、DNA复制的调控56

六、逆转录58

七、可转移的遗传因子（质粒、转座因子）的复制58

第二节 DNA损伤修复和基因突变61

一、避免差错的DNA损伤修复和基因突变62

二、倾向差错的DNA损伤修复和基因突变65

三、基因突变67

第三节 遗传重组70

一、同源重组的机制及重组模型71

二、转化中的重组74

三、同源双链DNA分子之间的交换76

四、同源重组的酶和蛋白质79

本章小结82

思考及练习题82

第四章 遗传信息的传递过程（1）——转录83

第一节 RNA的酶促合成84

一、RNA合成的基本特征84

二、大肠杆菌RNA聚合酶84

三、RNA聚合酶在DNA上的识别与结合位点85

四、转录的起始87

五、RNA链的延伸88

六、RNA链的终止和新合成RNA的释放89

第二节 RNA分子的种类及转录后加工91

一、mRNA91

二、tRNA和rRNA91

第三节 真核生物的转录和RNA加工93

一、真核生物RNA聚合酶93

二、真核生物的转录94

三、真核生物mRNA的加工104

四、选择性剪接115

五、顺式剪接与反式剪接115

六、RNA编辑117

本章小结118

启迪、思考、探索、进展119

思考及练习题121

第五章 遗传信息的传递过程（2）——翻译122

第一节 遗传密码的破译122

一、Crick的探索122

二、Nirenberg的实验123

三、Khorana的实验124

第二节 遗传密码的主要特征126

一、密码的连续性126

二、密码的简并性126

三、密码的摆动性127

四、密码的通用性和特殊性127

第三节 蛋白质的翻译127

一、与蛋白质生物合成有关的生物大分子128

二、蛋白质生物合成的机制134

三、蛋白质的翻译后加工、修饰及定位138

本章小结140

启迪、思考、探索、进展142

思考及练习题143

第六章 原核基因表达调控144

第一节 乳糖系统和操纵子模型145

一、酶的诱导145

二、结构基因和调节基因的突变147

三、调节基因147

四、Jacob?Monod的负控制模型148

五、正控制系统149

第二节 半乳糖操纵子150

一、cAMP?CAP对两个半乳糖启动子的不同作用151

二、双启动子的生理功能152

三、双操纵区152

第三节 色氨酸操纵子153

一、色氨酸操纵子的阻遏?操纵系统153

二、弱化子和前导区153

三、mRNA的前导区全序列分析154

四、弱化的机制155

第四节 λ噬菌体基因表达的调节155

一、λ噬菌体简介156

二、λ噬菌体基因组156

三、λ噬菌体感染宿主后的转录次序157

四、λ噬菌体的调控区158

五、λ噬菌体的操纵区和启动子结构158

六、CI蛋白和Cro蛋白158

第五节 DNA重排对基因表达的调节161

第六节 σ因子对基因表达的调控162

第七节 转录后的调控162

一、翻译水平上的调控163

二、翻译后调控165

本章小结166

思考及练习题167

第七章 真核基因组及其基因表达调控169

第一节 真核生物基因组170

一、重复序列171

二、多基因家族与假基因174

三、逆转录病毒和癌基因174

四、真核细胞中的转座因子175

五、真核细胞中的线粒体基因组和叶绿体基因组177

第二节 真核基因177

一、rRNA基因178

二、tRNA基因178

三、编码蛋白质的基因178

第三节 真核基因表达的调控179

一、真核基因表达调控的特点179

二、真核生物基因表达调控的种类179

三、DNA和染色体水平上的调控180

四、真核基因转录水平上的调控184

五、真核基因一般转录调控模型187

六、真核基因转录后的控制188

七、真核基因翻译水平的调控190

八、真核基因翻译后水平的调控191

九、真核基因表达中小分子RNA的调控193

本章小结194

启迪、思考、探索、进展195

思考及练习题196

第八章 细胞信号调控197

第一节 细胞信号的一般概念197

一、信号分子和信号受体198

二、三类已知的细胞表面受体198

三、细胞对信号的反应过程199

第二节 通过G蛋白偶联受体进行的信号调控199

一、G蛋白偶联受体的结构——七次跨膜199

二、三聚体G蛋白199

三、G蛋白偶联受体作用的两条主要途径200

第三节 通过酶联细胞表面受体进行的信号调控202

一、受体酪氨酸激酶是大多数生长因子的受体203

二、形成二聚体是酶关联受体被信号激活的普遍机制203

三、受体酪氨酸激酶上的磷酸化的酪氨酸残基被具有SH2结构的蛋白质识别和结合203

四、受体酪氨酸激酶介导的RTK?Ras信号通路204

第四节 通过细胞内受体进行的信号调控205

一、维生素D和甾类激素等直接和基因转录的调控蛋白结合205

二、NO和CO能直接与细胞内的酶结合205

第五节 细胞对信号的反应206

一、细胞信号逻辑：信号网络206

二、细胞对信号的适应性206

本章小结207

启迪、思考、探索、进展207

思考及练习题207

第九章 癌分子生物学209

第一节 癌发生的分子基础209

第二节 癌的发生和发展209

一、肿瘤启动因子和促进因子210

二、肿瘤发生的阶段210

第三节 癌基因210

一、癌基因的分类211

二、病毒癌基因211

三、细胞癌基因212

第四节 细胞癌基因的激活213

一、点突变和基因扩增213

二、染色体易位或基因重排214

三、病毒基因启动子或增强子的插入和转位214

第五节 抑癌基因215

一、抑癌基因的确定216

二、抑癌基因的种类216

本章小结217

启迪、思考、探索、进展217

思考及练习题218

第十章 分子生物学的研究方法219

第一节 生物大分子的分离219

一、凝胶电泳219

二、双向凝胶电泳220

三、离子交换色谱221

四、凝胶过滤色谱221

第二节 标记示踪剂222

一、放射自显影222

二、磷光成像223

三、液体闪烁计数223

四、非放射性示踪224

第三节 核酸杂交224

一、DNA印迹杂交224

二、DNA指纹和DNA分型225

三、RNA印迹杂交225

四、原位杂交226

五、定点突变226

第四节 转录子的作图和定量分析227

一、S1作图227

二、引物延伸228

三、Run?off转录和G?lesscassette转录229

第五节 体内测定转录速率230

一、细胞核持续转录技术230

二、报告基因转录231

第六节 DNA与蛋白质的相互作用232

一、滤膜结合法232

二、凝胶迁移率变化实验232

三、酵母双杂交系统233

四、DNaseⅠ足迹试验与硫酸二甲酯足迹试验233

五、免疫共沉淀235

第七节 基因敲除技术235

第八节 基因工程237

一、载体和工具酶238

二、目的基因的制备245

三、目的基因与载体的体外重组247

四、重组DNA导入细胞技术248

五、重组子的筛选与鉴定249

六、克隆基因的表达251

七、基因工程应用252

本章小结257

思考及练习题257

第十一章 基因组学259

第一节 基因组的测序259

一、人类基因组计划259

二、运用在大规模基因组计划的克隆载体262

三、克隆?克隆战略265

四、鸟枪法测序267

第二节 基因组学的应用268

一、功能基因组学研究技术268

二、功能基因组学的应用269

三、生物信息学272

四、蛋白质组学275

本章小结276

思考及练习题277

索引278

参考文献282

《分子生物学》的内容安排可以概括为三大块，前面三个章节介绍了分子生物学的基础内容。这些章节归纳了遗传学与分子生物学的历史、诞生、发展及展望，生物大分子的基本结构和性质及那些决定大分子结构及功能的化学定律，遗传物质的维持及维护(遗传物质的复制、损伤修复及遗传重组)。随后，安排了分子生物学的重要内容：遗传信息的传递过程(第四章转录，第五章翻译)以及分子生物学的核心内容：基因表达调控(第六章原核基因表达调控．第七章真核基因组及其基因表达调控)。最后，是分子生物学的一些其他内容(第八章细胞信号调节，第九章癌分子生物学，第十章分子生物学研究方法，第十—章基因组学)，其中，第十章分子生物学研究方法着重培养学生应用能力。每章后附有小结和思考题，概括本章的主要内容，使读者能抓住复习的重点。
全书在保持分子生物学学科的知识体系和内容框架的基础上，适当增加了实验研究示例及分子生物学应用的实例，并将重点放在原理及概念上，讨论部分采用了图解的方法，而主要用方框来介绍背景资料、慎重选用实验或研究进展，以避免此书变得过于庞杂。
《分子生物学》坚持基础性、通用性和应用性相结合，在重点阐述基本理论、原理和方法的同时，尽可能反映分子生物学知识或技术的应用，同时介绍一些最新进展，以突出了大部分院校生物类专业偏向应用的特点，适合用作普通高等学校生物科学、生物技术及生物工程等相关专业的教材和参考书。