现代分子生物学与基因工程

上篇现代分子生物学

第一章绪论

第一节分子生物学的概念及发展状况

一、分子生物学的概念及研究内容

二、DNA的发现

三、Chargaff规律及DNA双螺旋模型

四、分子生物学的发展

第二节基因工程的概念及发展状况

一、基因工程的概念

二、基因工程的发展

三、基因工程的应用

四、生物安全性问题

五、干细胞研究及人类伦理观念

思考题

第二章染色体与DNA

第一节染色体的结构和包装

一、原核生物的染色体

二、真核生物的染色体

三、核小体和染色质的高级结构

第二节DNA的结构

一、DNA的一级结构

二、DNA的二级结构

三、DNA的三级结构

第三节DNA的复制

一、DNA的半保留复制机理

二、半保留复制的过程

三、复制的起始、方向和速度

四、DNA复制的酶学

五、原核生物DNA的复制

六、真核生物DNA的复制

七、聚合酶链式反应

八、随机扩增多态性DNA技术

第四节DNA的损伤、修复及突变

一、DNA损伤

二、DNA修复

三、DNA突变

第五节DNA的转座

一、原核生物转座子的分类和结构特征

二、转座作用的机制

三、转座作用的遗传效应

四、真核生物中的转座子

本章小结

思考题

第三章RNA

第一节RNA的结构与种类

一、RNA的结构概述

二、不同种类RNA分子的结构及功能

第二节RNA的合成

一、DNA转录的一般特征

二、RNA合成的酶学

第三节启动子与增强子

一、原核生物的启动子

二、真核生物的启动子

三、增强子

第四节原核生物转录

一、转录的起始

二、转录的延伸

三、转录的终止

第五节真核生物的转录

一、真核生物的转录

二、真核生物的转录后加工

第六节遗传密码

一、遗传密码的破译

二、遗传密码表

三、遗传密码的性质

四、遗传密码的突变

本章小结

思考题

第四章蛋白质

第一节蛋白质合成的概述

一、蛋白质合成的主要元件

二、氨基酸的活化

三、蛋白质合成的相关因子

第二节原核生物的蛋白质合成

一、肽链合成的起始

二、肽链合成的延伸

三、肽链合成的终止

四、原核生物蛋白质生物合成的抑制剂

第三节真核生物蛋白质的合成

一、肽链合成起始

二、肽链合成的延伸

三、肽链合成的终止

四、真核生物蛋白质生物合成的特异抑制剂

第四节蛋白质的加工与修饰

一、蛋白质的折叠

二、蛋白质生物合成初始产物的后加工

第五节蛋白质运转机制

一、翻译-转运同步机制

二、翻译后转运机制

本章小结

思考题

第五章基因表达调控

第一节原核生物基因表达调控

一、概述

二、转录水平调控

三、转录后水平调控

四、翻译水平调控

第二节真核生物基因表达调控

一、概述

二、DNA和染色体水平

三、转录水平

四、转录后水平

五、翻译水平的调控

本章小结

思考题

第六章基因与基因组

第一节基因

一、基因的概念

二、基因的结构与种类

第二节基因组

一、基因组的概念

二、原核生物基因组的结构与特征

三、真核生物基因组的结构与特征

四、人类基因组计划

第三节基因组学

一、结构基因组学

二、功能基因组学

三、与基因组学相关的几个概念

本章小结

思考题

第七章生物信息学基础

第一节生物信息学资源简介

一、基本数据库

二、DNA数据库

三、基因组数据库

四、蛋白质序列数据库

五、结构数据库

六、WEB中的重要搜索工具

七、WEB部分生物信息学相关新闻组资源

八、常用工具的网址

第二节生物信息学方法与应用

一、电子克隆

二、启动子分析

三、表达谱分析

四、基因调控网络构建

本章小结

思考题

下篇基因工程

第八章基因工程的工具酶

第一节限制性核酸内切酶

一、限制性核酸内切酶的发现

二、限制性核酸内切酶的分类

三、限制性核酸内切酶的命名

四、DNA分子的片段化

第二节DNA聚合酶

一、大肠杆菌DNA聚合酶工(全酶)

二、KlenowDNA聚合酶

三、T4DNA聚合酶

四、T7噬菌体DNA聚合酶

五、耐热DNA聚合酶

六、逆转录酶

第三节DNA连接酶

一、连接酶反应

二、黏性末端连接技术

三、AFLP技术

第四节基因工程的其他酶类

一、核酸修饰酶

二、核酸酶

三、琼脂糖酶

四、蛋白酶K

五、溶菌酶

本章小结

思考题

第九章基因克隆载体

第一节概述

第二节质粒载体

一、质粒的概念

二、质粒的基本性质

三、常用的质粒载体

四、酵母质粒载体

第三节噬菌体载体

一、λ噬菌体克隆载体

二、M13噬菌体载体

三、P1噬菌体载体

第四节噬菌体-质粒杂合载体

一、柯斯质粒克隆载体

二、噬菌粒载体

第五节人工染色体克隆载体

一、酵母人工染色体载体

二、细菌人工染色体载体

三、P1人工染色体载体

本章小结

思考题

第十章重组DNA的构建、筛选及鉴定分析

第一节重组DNA导入宿主细胞

一、目的基因的获得

二、重组DNA的构建

三、重组DNA导入宿主细胞的方法

四、重组DNA转化宿主细胞

第二节重组子的筛选

一、遗传表型筛选法

二、快速裂解菌落鉴定重组DNA分子

三、核酸分子杂交检测法

四、免疫化学检测法

五、转译筛选法

六、亚克隆法

第三节阳性重组子的验证与分析

一、阳性重组子的验证

二、DNA的序列分析

本章小结

思考题

第十一章目的基因的表达

第一节目的基因表达的机制

一、目的基因的起始转录及mRNA的延伸

二、目的基因mRNA的翻译

三、提高目的蛋白的表达

第二节目的基因表达的制约因素

一、制约目的基因表达的常见因素

二、原核系统高效表达外源真核基因的措施

第三节目的基因表达系统

一、大肠杆菌表达系统

二、酵母表达系统

本章小结

思考题

第十二章基因文库技术

第一节基因组文库技术

一、基因组文库的概念

二、基因组文库的大小

三、基因组文库的构建

第二节cDNA文库技术

一、cDNA文库的概念

二、cDNA文库的构建

三、mRNA丰度高低与cDNA文库大小的关系

四、cDNA文库的优越性与局限性

本章小结

思考题

第十三章基因功能验证

第一节转基因技术

一、转基因植物

二、转基因动物

第二节RNA干扰技术

一、RNAi的分子机制

二、Dicer和RdRP酶

三、RNAi技术的特点

四、RNAi操作的基本程序

五、RNAi技术的应用

第三节基因敲除技术

一、基本原理

二、基因敲除技术的操作程序

三、基因敲除技术的应用

第四节酵母杂交技术

一、酵母双杂交系统

二、酵母单杂交系统与酵母三杂交系统

第五节拉下实验

第六节蛋白质组学研究

一、蛋白质组学概念

二、蛋白质组学的相关技术

三、蛋白质组生物信息学

四、蛋白质组学的应用

本章小结

思考题

参考文献

　　在生命科学的教学中，分子生物学是生命科学领域十分重要的专业基础课，基因工程是分子生物学的重要应用，两者之间关系紧密。随着分子生物学和基因工程的发展，为适应高等学校本科生课程体系和教学内容的需要，本书作者参阅了大量国内外文献，结合多年的教学、科研实践经验编著了本教材。全书分为现代分子生物学和基因工程两篇，将分子生物学与基因工程内容有机融合在一起，适合综合、师范、医药、农林类院校等生物科学、生物技术、生物工程、制药工程、食品工程等相关专业的本科生教学及教师、科研人员参考。　　本书以现代分子生物学和基因工程的基础知识为主体，涵盖了生物信息学，基因克隆，蛋白质组学等分子生物学的前沿领域。使经典的分子生物学知识、基因工程应用与现代分子生物学前沿研究很好地融为一体。另外，本书以分子生物学为基础，基因工程的知识作为其延伸，避免了大量同类生物学基础知识的交叉重复，缩短了教学学时，也提高了学习效率。全书内容充实，循序渐进，语言简洁，层次清晰，每个章节后附有小结和思考题，使学生能够巩固知识，理论联系实际，既加强了理论知识的学习，又扩大了视野。　　本书适合作为高等学校生物技术，生物科学，生物工程等生物类专业的基础课教材，也可作为生物学相关人员的科研参考书。