核酸与基因表达调控PDF电子书下载

1.1 核酸的组成 2

第1章 核酸的结构 2

1.2 DNA的结构 4

1.2.1 DNA的一级结构 4

1. 单核苷酸之间的连接方式 4

2. 多核苷酸链中核苷酸的序列 4

1.2.2 DNA的二级结构 5

1. DNA二级结构的类型 5

2. 维持DNA二级结构的稳定性的作用力 9

3. DNA的变化与复性 10

1.2.3 DNA的三级结构 13

1. 超螺旋拓扑学 13

2. 超螺旋状态的测定 14

3. 拓扑异构酶与超螺旋 15

1.3.1 细菌染色体DNA的结构 16

1.3 染色体DNA的结构 16

1.3.2 真核染色体DNA的结构 17

1. 染色质与核小体 17

2. 螺线管结构 17

3. 突环和中期支架 17

1.4 RNA的结构 18

1.4.1 mRNA的基本结构 18

1.4.2 r RNA的结构 19

1.4.3 tRNA的结构 21

1. tRNA的一、二级结构 21

2. tRNA的三级结构 22

小结 24

思考题 24

2.1.2 Ⅱ型限制性内切酶的特性 25

2.1.1 限制性内切酶的类型 25

2.1 限制性内切酶 25

第2章 核酸研究有关工具酶 25

2.1.3 影响Ⅱ型限制性内切酶活性的因素 26

2.2 核酸连接酶 27

2.3 聚合酶 27

2.3.1 DNA聚合酶Ⅰ及其Klenow片段 27

2.3.2 T4噬菌体DNA聚合酶 28

2.3.3 T7噬菌体DNA聚合酶及测序酶 29

2.3.4 Taq DNA聚合酶与PCR技术 29

2.3.5 SP6RNA聚合酶及体外转录 30

2.3.6 逆转录酶 30

2.4.2 T4多核苷酸激酶 31

2.5 核酸酶 31

2.4.3 碱性磷酸酶 31

2.4.1 末端脱氧核苷酸转移酶 31

2.4 DNA及RNA修饰酶 31

2.5.1 核酸酶S1 32

2.5.2 核酸外切酶Ⅲ 32

2.5.3 RNA酶A 32

2.5.4 DNA酶Ⅰ 32

小结 33

思考题 33

第3章 DNA物理图谱构建与核酸序列测定 34

3.1 DNA物理图谱的构建 34

3.1.1 限制酶酶解法 34

3.1.2 单点标记加部分酶解法 35

3.1.3 片段杂交法 36

3.1.4 根据全序列推测法 37

3.1.5 电镜法 37

3.2.1 化学断裂法 38

3.2 DNA序列的测定 38

3.2.2 末端终止法 39

3.2.3 DNA序列结果分析 45

3.2.4 人类基因组计划 46

3.3 RNA序列测定 47

3.3.1 利用逆转录酶将RNA转录为cDNA的直读法 47

3.3.2 特异RNA酶酶解图谱法 47

3.3.3 RNA链末端终止法 48

3.3.4 RNA化学断裂法 48

小结 48

思考题 49

4.1 化学合成DNA的方法 50

4.1.1 基本原理 50

第四章 核酸的人工合成 50

4.1.2 常用方法 51

1. 磷酸二酯合成法 51

2. 磷酸三酯合成法 51

3. 固相亚磷酸三酯合成法 52

4.2 核酸人工合成的应用 56

4.2.1 全合成或半合成目的基因 56

4.2.2 制备引物和探针 56

4.2.3 制备DNA接头 56

4.2.4 制备定点突变体 57

4.3 人工合成基因 57

4.3.1 eglin C基因的设计 58

4.3.2 寡核苷酸片段的合成与鉴定 59

4.3.3 eglin C基因的装配 59

小结 60

思考题 60

4.3.5 酶切检测与序列分析 60

4.3.4 eglin C基因在M13mp9上的克隆 60

第5章 DNA复制 62

5.1 DNA的复制方式 62

5.1.1 DNA的半保留复制 62

5.1.2 DNA的其他复制方式 63

5.2 参与DNA复制的酶和蛋白质 64

5.2.1 DNA聚合酶 64

5.2.2 DNA连接酶 69

5.2.3 DNA解旋酶 69

5.2.4 单链结合蛋白 69

5.2.5 促旋酶 69

5.3 DNA复制的过程 69

5.3.1 复制的起始 70

1.复制是从固定复制起始点开始的 70

2.复制大多数是双向进行的 71

5.3.2 DNA链的延伸 72

1.DNA合成按5′→3′方向进行 72

2.引发体与新生DNA链的延伸 73

3.复制体与前导链和滞后链的合成 74

4.真核DNA复制起始、延伸 74

5.3.3 复制的终止 78

5.3.4 复制的真实性 79

5.4 端粒DNA复制与细胞衰老 80

小结 82

思考题 83

第6章 DNA遗传重组 84

6.1 异源双链DNA的重组 84

6.1.1 从双链切口起始重组 85

6.1.2 双链断裂可起始联会 85

2.Holliday模型的证据 87

1.Holliday模型的基本过程 87

6.2.1 同源重组的Holliday模型 87

6.2 同源重组 87

3.重组形成的杂合双链的去向 88

6.2.2 同源重组非交叉Holliday模型 89

1.该模型基本过程 89

2.细菌同源重组模型的证据 89

6.2.3 同源重组中的重要蛋白质 89

1.RecA蛋白在三个阶段中的作用 89

2.RecBCD在同源重组中的作用 90

6.3 非同源重组 90

小结 92

思考题 93

7.2.1 切除修复的基本过程 94

7.2 大肠杆菌切除修复系统 94

7.1 概述 94

第7章 DNA损伤修复 94

7.2.2 核苷酸切除修复（NER）的机制 95

7.2.3 NER选择性修复 97

7.2.4 NER研究前景 97

7.3 具有修复功能的尿嘧啶糖苷酶 98

7.4 DNA的错配修复 98

7.5 大肠杆菌的补偿系统 100

7.6 RecA触发的SOS修复系统 101

7.7 真核生物修复系统 102

7.8 DNA损伤与细胞周期调控 103

小结 104

思考题 105

8.1.2 遗传密码的破译 106

8.1.1 三联密码概念的提出 106

第8章 蛋白质生物合成 106

8.1 遗传密码 106

1.均聚核苷酸指导多肽链的合成 107

2.密码子碱基组成的测定 107

3.核糖体结合法测定密码子中核苷酸的顺序 107

4.检测特定顺序共聚物指导合成的多肽 107

8.1.3 密码子的主要特性 109

1.通用性和例外 109

3.不重叠 110

4.无逗号 110

8.1.4 tRNA的反密码子与密码子 110

8.2.1 tRNA 111

1.起始tRNA 111

8.2 蛋白质生物合成的生物大分子 111

2.校正tRNA 112

3.延伸tRNA 112

8.2.2 氨酰-tRNA合成酶 112

8.2.3 核糖体 114

1.核糖体的组成 114

2.核糖体的结构与功能 114

4.参与蛋白质合成的可溶性因子 118

3.多核糖体 118

8.3 蛋白质生物合成机制 121

8.3.1肽链合成的起始 121

1. 原核生物肽链合成的起始 121

2. 真核生物蛋白质合成的起始 123

3. 不依赖甲硫氨酸的翻译 124

8.3.2 肽链的延伸 126

1.结合 126

8.3.3 肽链合成的终止 127

3.移位 127

2.转肽 127

8.4 蛋白质事成抑制剂 130

8.5 分泌蛋白、线粒体膜蛋白的合成 130

8.5.1 分泌途径 131

1.信号肽 131

2.分泌蛋白的合成机制：边翻译边转运 131

3.内质网中新生肽链糖基化修饰 132

8.5.2 非分泌途径 133

1.翻译后转运 133

2.导肽 133

小结 134

思考题 135

9.1.1 转录的基本条件 137

2.启动子顺式作用元件 137

1.RNA聚合酶 137

3.反式作用因子 137

9.1 原核基因转录 137

第9章 原核基因转录与操纵子控制 137

2.转录的起始 138

1.模板链的识别与转录海的形成 138

3.链的延伸 138

9.1.2 原核基因转录反应 138

9.2 操纵子控制类型 139

9.2.1 操纵子的转录调控 139

4.转录终止 139

9.3.1 lac操纵子 140

9.3 操纵子控制的实例 140

1.利用突变鉴定调节基因 140

9.2.2 正调控与负调控 140

2.lac阻遏物负调控的分子基础 142

3.分解代谢物与lac正调控 145

9.3.2 ara操纵子 147

1. ara操纵子基因组织 147

2. ara操纵子的调控 148

9.3.3 trp操纵子受到衰减机制的控制 150

1. trp操纵子的基因组织 150

2. trp操纵子的阻遏作用 150

3. trp操纵子衰减机制 151

2. mRNA二级结构对翻译的调控 154

9.4 原核生物翻译水平上的调控 154

9.4.1 翻译的自体调控 154

1.RNA噬菌体mRNA翻译的自体调控 154

3.r-蛋白翻译系统的自体调控 155

4.T4噬菌体基因32的自体调控 157

9.4.2 反义RNA对翻译的调控 159

9.4.3 切割对mRNA翻译的调控 161

9.4.4 严禁控制 162

小结 164

思考题 165

第10章 λ噬菌体DNA和转座子 166

10.1 λDNA的基因表达调控 166

10.1.1 λDNA基因组及调控 166

10.1.2 λDNA的整合与切割 168

10.1.3 裂解途径 168

1.裂解途径与溶源建立路线的关系 168

2.裂解途径级联反应依赖于抗终止因子 169

1.溶源的建立 170

10.1.4 溶源的建立与维持 170

2.溶源的维持 172

1.竞争的胜负决定于CI/Cro比值 176

10.1.5 溶源与裂解的选择 176

2.进入溶源的生理条件和措施 177

10.2 转座成分及转座机制 177

10.2.1 细菌转座子 177

1.转座子的类型 177

2.转座的基本机制 179

3.转座依赖基因表达调控 180

10.2.2 玉米转座成分 183

1.玉米控制因子的遗传学基础 184

2.玉米转座子的两种类型元件 184

3.Ac/Ds转座子的基本结构 185

4.Spm元件影响基因表达 185

小结 187

思考题 188

11.1 逆病毒基因组的特征 189

11.1.1 逆病毒结构及其生活周期 189

11.1.2 逆病毒基因组结构 189

第11章 逆(转录)病毒与逆转座子 189

1.负链DNA的合成 191

2.正链DNA的合成 191

11.1.3 逆病毒双链DNA的合成 191

11.1.4 逆病毒DNA与转座 192

11.2.1 HIV病毒颗粒 193

11.1.5 逆病毒携带癌基因 194

11.2 HIV的基因表达调控 195

1.HIV结构基因 197

2.HIV调节基因 197

11.2.2 HIV基因组的结构 197

11.2.3 HIV的转录调控 198

1.上游远端调控区 198

4. TAR区 199

3. 基本启动子区 199

11.2.4 HIV调节系统 199

2.增强子区 199

11.3 逆转座子的两大家族 200

1.逆病毒转座子 201

2.酵母Ty成分 201

11.3.1 病毒型逆转座子大家族 201

3.果蝇转座成分 202

11.3.2 非病毒型逆转座子大家族 205

1.RNA聚合酶Ⅱ转录物与逆转座 205

2.RNA聚合酶Ⅲ转录物与逆转座 206

小结 207

思考题 208

12.1 概述 210

12.2 C值 210

第12章 真核生物基因 210

12.3 复性（杂交）动力学的应用 211

12.3.1 提供基因组序列信息 212

12.3.2 复性动力学参数的应用 213

12.4.1 高度重复序列的特性 214

12.4.2 中度重复序列的类别 214

12.4 重复序列的特征及其功能 214

1.串联重复序列 215

2.分散重复序列 215

12.5 非重复基因 217

4.中度重复序列的功能 217

12.5.1 非重复基因的表达 217

3.丛集重复序列 217

12.5.2 不同组织之间表达的基因的差异 220

12.6 核外细胞基因组 220

12.6.1 细胞器基因组是环状DNA 221

12.6.2 叶绿体基因组编码约100种蛋白质和RNA 222

12.6.3 酵母线粒体基因组比动物的大 222

12.6.4 细胞器DNA的重组和重排 224

小结 225

思考题 226

13.1 断裂基因由外显子和内含子构成 227

13.1.1 外显子是保守的，内含子是可变的 227

第13章 断裂基因 227

13.1.2 不同真核断裂基因的大小及分布 229

13.1.3 利用外显子保守性可分离相关基因 230

3.一个DNA序列可以编码多个蛋白质 232

2.丙酮酸激酶基因是编码不连续结构的元件 232

13.1.5 内含子的种类和可能功能 232

1.LDL受体基因外显子出现在其他蛋白质中 232

13.1.4 外显子编码不连续结构的元件 232

13.1.6 断裂基因在进化中的作用 234

13.2 血红蛋白基因家族 235

13.2.1 Hb基因排成两个发育上有序的基因簇 236

13.2.3 珠蛋白基因表达调节元件 237

1.顺式调节元件 237

13.2.2 Hb基因成员全部是断裂基因 237

13.2.4 发育阶段珠蛋白基因的正常表达 238

13.2.5 血红蛋白合成遗传紊乱 238

2.反式作用因子 238

1.α地贫 239

2.β地贫 239

13.2.6 Hb基因表达异常的医学治疗 240

13.3.2 基因扩增 241

13.3.1 基因的丢失 241

1.细胞分裂时核糖体扩增 241

13.3 真核基因活性调节和基因重排 241

13.3.3 基因重排 242

3.氨甲蝶呤抗癌药物抗性 242

1.酵母结合型的转换与基因重排 242

2.绒毛膜激素基因扩增 242

2.免疫球蛋白（Ig）基因家族成员表达与基因重排 245

小结 250

思考题 251

14.1 真核基因转录的基本条件 252

14.1.1 真核RNA聚合酶 252

第14章 真核基因表达转录水平上的调控 252

14.1.2 顺式作用元件 253

14.1.3 反式作用因子 254

14.2 真核基因转录调控 255

14.2.1 RNA聚合酶Ⅰ的转录调控 256

14.2.2 RNA聚合酶Ⅱ的转录调控 257

14.2.3 RNA聚合酶Ⅲ的转录调控 258

1.启动子区的结构 258

2.参与转录起始的因子 259

3.基础转录起始复合物的装配 259

1.解抑制作用 261

2.激活作用 261

14.2.4 真核基因转录的激活 261

14.3.1 识别DNA特异序列的结构域 262

1.Homeo结构域（HD） 262

14.3 转录因子对基因表达调控的分子基础 262

14.3.2 转录激活结构域 263

4.碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）结构域 263

1.酸性结构域 263

3.亮氨酸拉链结构域（LZ） 263

2.锌指结构域（ZFD） 263

2.富含谷氨酰胺的结构域 264

3.富含脯氨酸的结构域 264

14.3.3 蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用对转录激活的调节 266

14.4.1 RNA前体的加工与剪接 267

1.rRNA前体的加工 267

14.4 转录后调控与信息扩展 267

2.tRNA前体的加工 269

14.4.2 snoRNA参与RNA加工 271

1.通过套索结构进行核剪接 273

2.剪接体与mRNA的剪接 273

14.4.3 mRNA前体的加工与剪接 273

14.4.4 顺式剪接与反式剪接 275

14.5 其他转录调控机制 277

14.5.2 变换选择剪接位点 278

14.5.3 mRNA降解的控制 278

14.5.1 变换选择转录起始位点 278

14.6 RNA编辑 279

14.6.1 碱基的替换 280

14.6.2 碱基的插入 280

14.6.3 向导RNA（gRNA） 281

小结 281

思考题 282

15.2 可逆磷酸化对翻译的调控 283

15.1 真核mRNA翻译起始的模式 283

15.2.1 eIF-2磷酸化对翻译起始的抑制作用 283

第15章 真核基因表达翻译水平上的调控 283

15.2.2 酵母eIF-2磷酸化对GCN4 mRNA翻译起始的激活作用 285

2.AUG旁侧序列与翻译起始效率 286

1.起始密码子AUG与翻译起始调控 286

3. 5′UTR二级结构对翻译起始的影响 286

15.3.1 5′非翻译区（5′UTR）结构对翻译起始的调控 286

15.3 mRNA的结构对翻译的调控 286

3.UA序列的作用 287

2.Poly（A）尾巴对翻译的调控 287

15.4 mRNA的稳定性 287

1. 终止密码子的选用 287

15.3.2 3′非翻译区结构对翻译的调控 287

15.5 tmRNA监控缺陷的mRNA 288

15.6 翻译后蛋白质前体的加工 289

15.6.1 前体N端前导肽的切除 290

15.6.2 前体的加工 291

15.6.3 翻译后蛋白质的修饰 291

15.6.4 蛋白质的自剪接 292

15.6.5 新生肽链的卷曲 296

2.Hsp70和Hsp60在蛋白质折叠中的协同作用 297

15.6.6 滞留监护与蛋白质分拣 297

1.Hsp70在蛋白质折叠中的作用 297

小结 298

思考题 299

1. 染色体DNA大片段的制备 301

16.1.1基因组文库的构建 301

2.外源DNA片段与载体的连接 301

16.1 真核基因的克隆 301

第16章 基因工程原理及其应用 301

3.体外包装和转染细胞 302

4.筛选与鉴定 306

16.1.2 cDNA基因库的构建 307

1.单链（第一链）cDNA的合成 307

2.双链（第二链）cDNA的合成 309

3. cDNA的克隆 309

4.转化 312

16.2.2 外源真核基因导入哺乳动物细胞的方法 313

16.2.1 哺乳类细胞表达外源基因必需的元件 313

1.DNA-磷酸钙共沉淀法 313

16.2 真核基因的表达 313

5.电穿孔法 314

4.原生质体融合法 314

6.基因枪法 314

3.脂质体转染法 314

2.DEAE-葡聚糠转染法 314

3.Northern印迹法 315

2.Western印迹法 315

16.2.4 由克隆的cDNA表达高水平蛋白质G-CSF 315

1.原位放射免疫法 315

16.2.3 基因表达产物的检测 315

16.3 聚合酶链反应（PCR）技术 317

16.3.1 PCR技术的原理 317

16.3.2 PCR与基因克隆 318

16.4.1 反义RNA 319

1.对基因表达的调节作用 319

16.4 反义技术 319

3.反义RNA导入细胞的方法 320

16.4.2 反义寡核苷酸 320

2.利用重组技术产生反义RNA 320

1.对基因表达的调节作用 321

16.4.3 反基因寡核苷酸 323

16.4.4 核酶 323

2.反义寡核苷酸 323

1.剪接型 324

2.剪切型 324

3.肽核酸的应用 325

2.肽核酸的生物学作用 325

16.5 基因打靶 325

1.肽核酸的特性 325

16.4.5 肽核酸 325

16.5.3 同源重组细胞的筛选 326

16.5.2 靶细胞的选择 326

1.正负双向选择法 326

16.5.1 基因打靶的原理 326

16.6 基因工程技术的应用 327

16.5.4 基因打靶与转基因动物 327

16.6.1 反义技术的应用 327

3.PCR法 327

2.正向选择法 327

1.基因功能的测定 328

2.用于新药的研制 328

16.6.2 基因打靶技术的应用 329

1.研究动脉粥样硬化症的病因 329

2.研究炎症反应机制 330

16.6.3 PCR在法医学上的应用 330

16.6.4 抗癌基因p53与肿瘤治疗 331

16.7 基因组研究进展 333

16.7.1 功能基因组学研究进展 333

16.8.1 蛋白组学的研究内容 337

16.8 蛋白质组学研究 337

16.8.2 蛋白质组学研究技术 337

16.7.2 人类全基因组序列完成后的工作 337

16.8.3 蛋白质组学研究进展 339

参考文献 342

2.简并性 409