基因工程

前言

第一章 绪论

第一节 基因工程的内容与应用

一、基因工程的概念

二、基因工程的技术流程

三、基因工程的基本条件

四、基因工程的技术策略

五、基因工程的作用与影响

第二节 基因工程的发展历程和理论基础

一、基因工程的发展历程

二、基因工程理论基础和技术支撑

第三节 学习基因工程课程的意义和方法

一、学习和研究基因工程的意义

二、学习基因工程的方法

思考题

第二章 基因工程的酶学基础

第一节 限制性内切核酸酶

一、限制-修饰系统

二、限制性内切核酸酶的类型

三、限制性内切核酸酶的命名

四、Ⅱ型限制内切核酸酶的基本特性

五、影响限制性内切核酸酶活性的因素

六、限制性内切核酸酶对DNA的消化作用

第二节 DNA连接酶

一、DNA连接酶的发现

二、DNA连接酶的特点

三、DNA连接酶的作用机理

四、影响连接反应的因素

第三节 DNA聚合酶和反转录酶

一、DNA聚合酶

二、反转录酶

第四节 DNA修饰酶

一、末端脱氧核苷酸转移酶

二、T4多核苷酸激酶

三、碱性磷酸酶

第五节 外切核酸酶

一、大肠杆菌外切核酸酶Ⅶ

二、双链外切核酸酶

第六节 单链内切核酸酶

一、S1核酸酶

二、Bal 31核酸酶

三、脱氧核糖核酸酶工

第七节 RNA酶

一、核糖核酸酶A

二、核糖核酸酶H

三、核糖核酸酶T1

思考题

第三章 载体

第一节 克隆载体

一、质粒载体

二、噬菌体载体

三、噬菌体-质粒杂合载体

四、人工染色体及其应用

第二节 表达载体

一、质粒表达载体

二、病毒表达载体

三、大片段表达载体

第三节 特殊用途的载体

一、插入或定点整合突变载体

二、启动子探针型表达载体

三、RNAi载体

思考题

第四章 基因工程的主要技术及其原理

第一节 DNA和RNA的提取和纯化

一、DNA提取的基本原理与方法

二、RNA提取的基本原理与方法

三、DNA或RNA浓度、纯度和相对分子质量的测定

第二节 凝胶电泳

一、琼脂糖凝胶电泳

二、琼脂糖变性胶电泳

三、聚丙烯酰胺凝胶电泳

四、脉冲电场凝胶电泳

五、凝胶电泳中DNA的检测

第三节 核酸和蛋白质的分子杂交

一、探针的标记

二、Southern杂交

三、Northem杂交

四、菌落(或噬菌斑)杂交

五、斑点印迹杂交和狭线印迹杂交

六、Western杂交

七、液相杂交

第四节 聚合酶链式反应技术

一、PCR技术原理

二、PCR反应体系

三、PCR技术的应用

第五节 DNA序列分析

一、Maxam-Gilbert化学降解法

二、Sanger双脱氧链终止法

三、DNA的自动测序

四、DNA的测序策略

五、核苷酸序列的生物信息学分析

第六节 基因定点诱变

一、盒式诱变

二、寡核苷酸引物诱变

三、PCR诱变

第七节 DNA与蛋白质互作分析

一、酵母单杂交系统

二、凝胶阻滞试验

三、DNase Ⅰ工足迹试验

四、DNA与蛋白质互作的免疫沉淀分析

思考题

第五章 目的基因的获得

第一节 PCR扩增获得目的基因或cDNA

一、已知序列基因的PCR扩增

二、常规PCR衍生的几种基因克隆技术

第二节 基因组文库的构建与基因分离

一、基因组文库的类型

二、构建基因组文库应满足的条件

三、基因组文库的构建

四、其他载体基因组文库的构建

五、基因组文库的扩增筛选

第三节 cDNA文库的构建与筛选

一、cDNA文库的特征及发展

二、构建cDNA文库应满足的条件

三、cDNA文库的构建

四、cDNA文库的筛选

第四节 根据基因差异表达获得目的基因

一、差异显示PCR

二、cDNA代表性差异分析

三、抑制性削减杂交

四、RNA任意引物PCR

第五节 基因的化学合成

一、寡聚核苷酸单链的化学合成

二、探针的化学合成

三、连接子和接头的合成

四、基因的半合成(酶促合成)

五、全长基因化学合成

思考题

第六章 DNA重组的操作

第一节 DNA的体外重组

一、黏性末端的连接

二、平末端的连接

三、PCR产物的连接

四、Gateway载体构建系统

第二节 重组体导入受体细胞的原理与技术

一、重组DNA导入大肠杆菌的方法

二、重组DNA导入真核细胞的方法

三、转化率及其影响因素

第三节 重组子的筛选与鉴定

一、载体表型选择法

二、根据插入基因的表型选择法

三、DNA电泳检测法

四、PCR检测法

五、核酸杂交检测法

六、免疫化学检测法

七、DNA序列分析

思考题

第七章 外源基因的表达及其优化策略

第一节 影响外源基因表达的因素

一、阅读框架对转化基因表达的影响

二、顺式作用元件对基因表达的影响

三、翻译过程对表达的影响

四、表达系统对表达产物的影响

第二节 外源基因在原核细胞中的表达

一、原核生物基因表达与调控的特点

二、原核生物基因表达载体的组成特征

三、原核生物基因表达的受体系统

四、优化外源基因在原核细胞中表达的策略

第三节 外源基因在真核细胞中的表达

一、真核生物基因表达与调控的特点

二、真核生物基因表达载体的组成特征

三、真核表达的受体系统

四、优化外源基因在真核细胞中表达的策略

思考题

第八章 外源基因表达产物的分离纯化

第一节 重组蛋白分离纯化方法选择的基本原则

一、纯化策略的制定

二、层析类型的选择

三、多种分离纯化技术的联合应用

四、合适分离纯化介质的选择

五、分离纯化过程的规模

第二节 不同表达形式的蛋白质分离纯化

一、分离纯化的一般步骤

二、大肠杆菌表达的重组蛋白质的分离纯化

三、哺乳动物细胞表达的重组蛋白质的分离纯化

第三节 重组蛋白质的质量检测

一、重组蛋白质的质量控制指标

二、重组蛋白的质量检测项目与方法

三、重组蛋白质的保存

思考题

第九章 基因工程的应用

第一节 植物基因工程的应用

一、植物基因工程技术流程

二、植物基因工程的应用

三、基因工程与常规育种相结合进行作物遗传改良

第二节 动物基因工程的应用

一、动物基因工程的技术流程

二、动物基因工程的应用

第三节 微生物基因工程的应用

一、微生物基因工程的技术流程

二、微生物基因工程的应用

思考题

第十章 基因工程及其产品安全性管理

第一节 基因工程的安全性问题

一、基因工程产品对人类健康的安全性

二、基因工程对生态系统的安全性

三、转基因生物与农业生产的安全性

四、基因工程与伦理道德

五、基因工程与动物权益保护

第二节 基因工程的安全性评价

一、基因工程生态安全性评价

二、基因工程食品安全性评价

第三节 基因工程安全管理

一、生物安全管理

二、中国转基因生物的安全管理

思考题

主要参考文献

本书共十章，重点阐述基因工程概论、基因工程条件、基因工程的主要技术、目的基因的获得、重组子构建及其转化，外源基因表达的分子机制及提高其表达的技术策略、外源基因表达产物的分离和纯化、植物、动物和微生物基因工程的技术流程与应用和基因工程的安全性评价与管理等内容。本书坚持基础性、通用性和教学实用性相结合，在重点阐述基本理论、原理和方法的同时，尽可能反映基因工程领域的一些新进展。
　　本书的基础性和实用性强，突出了农林院校生物学专业偏向应用的特点，适合用作全国农林院校生物学及生物工程等相关专业本科教材。