基因工程原理

前言

第一章基因工程的分子生物学基础

第一节遗传信息流的中心法则(centraldogma)：DNA→RNA→蛋白质

一、DNA合成

二、RNA合成

三、蛋白质合成

第二节核酸的生物化学

一、核酸大分子的结构

二、DNA双螺旋的变性与复性

第三节基因工程中采用的主要酶类

一、序列特异的DNA限制性内切核酸酶

二、连接酶和激酶

三、DNA聚合酶和RNA聚合酶

第四节研究DNA和RNA的方法

一、核酸的分离纯化

二、凝胶电泳

三、DNA测序

第五节膜印迹和核酸杂交

第六节实例1：鉴别特定基因转录物的转录起始点

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第二章原核生物分子克隆的宿主和载体系统

第一节应用广泛的细菌宿主

一、E.coliK-12的生物学

二、乳糖操纵子

三、细菌限制与修饰系统

四、大肠杆菌的克隆载体

第二节质粒载体

一、质粒生物学

二、质粒上常编码抗生素一抗性基因

三、质粒DNA克隆载体

四、通过转化将DNA转移到大肠杆菌中

第三节噬菌体克隆载体

一、λ噬菌体的生物学

二、λ噬菌体克隆载体

三、M13噬菌体克隆载体

第四节外源DNA和载体的连接

一、外源DNA和载体连接的方法

二、定向克隆

第五节实例2：一个基因在E.coli中的调节表达

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第三章基因文库的构建

第一节DNA基因文库

一、基因组文库

二、DNA文库的构建

三、用于构建DNA文库的克隆载体

第二节亚克隆

第三节克隆DNA序列的体外诱变

一、缺失诱变

二、寡核苷酸定向诱变

三、随机诱变

四、PCR诱变法

五、大引物诱变法

第四节实例3：基因编码序列的丙氨酸扫描诱变

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第四章基因组DNA的分析

第一节基因组的组成

一、大肠杆菌K-12基因组的组成

二、酿酒酵母基因组的组成

三、人类基因组的组成

第二节基因组作图

一、用减数分裂的重组频率进行连锁作图

二、用放射诱导染色体重排进行基因组作图

三、用DNA序列多态性作为遗传标记进行基因组作图

四、用遗传资料、DNA标记和克隆片段来构建连接群图谱

第三节长的基因组DNA片段的操作

一、用荧光激活细胞分拣法来分拣染色体

二、标签克隆法

三、染色体的显微切割

四、脉冲电场凝胶电泳

第四节基因组DNA克隆载体

一、黏粒载体

二、酵母人工染色体(YAC)载体

三、细菌人工染色体(BAC)载体

四、P1噬菌体载体和P1人工染色体

五、哺乳动物人工染色体(MAC)载体

六、用DNA池来筛选基因组文库

第五节基因调节序列的作图

一、用体外表达进行基因调节序列作图

二、定位蛋白质结合位点的分析方法

三、电泳迁移率变动分析

第六节实例4：通过定点克隆分离一个人类致病基因

一、研究目的

二、相关信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第五章cDNA文库的构建和筛选

第一节将RNA转变成cDNA

一、mRNA的分离纯化

二、cDNA合成

三、cDNA克隆载体

第二节cDNA文库的筛选

一、简并寡核苷酸探针

二、抗体探针

三、差示杂交

四、扣除杂交

第三节cDNA表达文库的功能筛选

一、蛋白质活性分析

二、酵母双杂交系统

三、cDNA噬菌体展示

第四节用克隆cDNA作为反应物

一、RNA印迹

二、RNase保护实验

三、核连缀转录分析

第五节实例5：体外克隆编码细胞内信号蛋白的基因

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第六章聚合酶链反应

第一节基本的PCR方法

一、PCR扩增循环

二、PCR需要一种热稳定DNA聚合酶

三、PCR引物的设计

四、两个引物之间的最佳距离

五、PCR实验的最优化

第二节反转录PCR

一、cDNA末端快速扩增(RACE)

二、定量RT-PCR

三、差异表达基因的扩增

四、肠道细菌基因间重复保守序列一聚合酶链反应

第三节PCR用于诊断

一、在组织样本中检测病原体

二、鉴别遗传突变

三、用标签序列位点进行基因型分型

第四节PCR在实验室中的应用

一、用PCR亚克隆靶DNA

二、PCR介导产生融合基因

第五节解链酶复制法

第六节实例6：用RT-PCR克隆细胞特异转录物

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第七章培养细胞中克隆基因的表达

第一节基因调控的研究

一、表达载体

二、报道基因

三、反义技术

四、RNA干扰

第二节基因在细胞系中表达的方法

一、基因转染的策略

二、瞬时转染

三、稳定转染

第三节用酵母作为模式真核细胞

第四节蛋白质在培养细胞中的表达

一、E.coli如表达系统

二、杆状病毒(baculovirus)表达系统

第五节实例7：启动子选择转录因子的研究

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第八章转基因动植物

第一节果蝇发育的分子生物学

一、P因子介导的转化

二、P因子增强子捕获载体

三、可介导转化的其他真核转座因子

第二节构建转基因的农作物

一、根癌农杆菌介导的基因转移

二、用基因枪制备转基因水稻和玉米

第三节转基因小鼠

一、用受精卵细胞制备转基因小鼠

二、通过干细胞的同源重组进行基因敲除

三、人类疾病的转基因小鼠模型

第四节转基因家畜

一、用转基因动物制备药物

二、动物的体细胞克隆

第五节实例8：敲除转基因鼠产生特异基因

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

四、注释

五、可供参考的思路

习题

第九章基因治疗

第一节基因治疗的策略

一、体细胞基因治疗的策略

二、基因治疗的关键步骤

三、基因治疗的靶细胞的选择

四、体细胞基因治疗的途径

第二节基因转移的方法

一、基因转移的非生物方法

二、基因转移的病毒方法

第三节基因治疗药物

一、p53抑癌基因

二、siRNA

三、反义RNA

四、核酶

五、肽核酸

六、三链DNA

七、自杀基因

第四节基因治疗的安全性

第五节实例9：重症联合免疫缺陷的基因治疗

一、研究目的

二、可利用的信息和资源

三、基本策略

习题

主要参考文献

附录缩略语表

索引

彩版

　　基因工程技术不仅是一门应用学科，也是研究生命科学极为重要的工具，不懂得生物工程技术也就很难进入生命科学实验室。本书介绍了基因的分子生物学基础、原核生物分子克隆的宿主和载体系统、基因文库的构建、基因组DNA的分析、cDNA文库的构建和筛选、聚合酶链反应、培养细胞中克隆基因的表达、转基因动植物和基因治疗。在每章的后面都附有一些习题，供读者练习，书后附有缩略语表和索引。　　本书是作者在多年教学经验的基础上精心编写的，力求内容新颖、系统明了、原理清楚、方法先进。本书共分9章，基因的分子生物学基础、原核生物分子克隆的宿主和载体系统、基因文库的构建、基因组DNA的分析、cDNA文库的构建和筛选、聚合酶链反应、培养细胞中克隆基因的表达、转基因动植物和基因治疗。在每章的后面都附有一些习题，供读者练习，书后附有缩略语表和索引。　　本书适合高等院校生物科学、生物技术专业和农林、医药院校相关专业学生作为教科书使用，也可供相关科学研究人员参考。