基因工程学原理 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1　基因与基因工程 1

1.1.1　基因的概念 1

1.1.2　基因工程与生物工程的关系 3

1.2　基因工程的操作和应用 4

1.2.1　基因工程的操作流程 4

1.2.2　基因工程的应用 4

思考题 10

第2章　生物大分子 12

2.1　核酸的结构与性质 12

2.1.1　核苷酸 12

2.1.2　DNA的结构 12

2.1.3　RNA的结构 15

2.1.4　核酸的性质 17

2.2　蛋白质的结构和性质 18

2.2.1　蛋白质的一级结构 18

2.2.2　蛋白质的二级结构 19

2.2.3　蛋白质的三级结构 21

2.2.4　蛋白质的性质 21

2.3　基因的组织 22

2.3.1　原核生物基因的结构 22

2.3.2　真核生物基因的结构 23

2.4　大分子间的信息传导 25

2.4.1　DNA的复制 25

2.4.2　遗传信息的转录 26

2.4.3　RNA的翻译 30

思考题 35

第3章　基因工程的工具酶 36

3.1　限制性核酸内切酶 36

3.1.1　寄主的限制和修饰现象 36

3.1.2 限制性核酸内切酶的类型 38

3.1.3　限制性核酸内切酶的命名 44

3.1.4　影响限制性核酸内切酶活性的因素 45

3.1.5 限制性核酸内切酶对DNA的消化作用 47

3.1.6　限制性核酸内切酶反应的终止 48

3.2　DNA修饰酶 49

3.2.1　核酸酶 49

3.2.2　聚合酶 50

3.2.3　修饰DNA分子末端的酶 51

3.3　DNA连接酶 53

3.3.1 大肠杆菌和T4噬菌体的DNA连接酶 53

3.3.2　影响连接反应的因素 55

思考题 56

第4章 目的基因的获得 58

4.1 从基因组DNA中获得目的基因 58

4.1.1　碱抽提法提取DNA 58

4.1.2　层析法获得细胞总RNA 62

4.1.3　核酸的定量和纯度测定 63

4.2　从基因文库中筛选目的基因 68

4.2.1　基因组文库的构建 68

4.2.2　cDNA文库的构建 70

4.3　化学法合成目的基因 76

4.3.1　磷酸二酯法 76

4.3.2　亚磷酸三酯法 78

4.3.3　寡核苷酸的连接 79

4.4　通过PCR获得目的基因 79

思考题 79

第5章　基因扩增 81

5.1 PCR技术 81

5.1.1 PCR技术的发明 81

5.1.2　PCR技术的原理 82

5.1.3　PCR技术的特点 84

5.2　聚合酶链式反应的最适条件 85

5.2.1 Taq DNA聚合酶 85

5.2.2　引物 90

5.2.3　模板 92

5.2.4 dNTP 93

5.2.5　Mg2+浓度 94

5.2.6　PCR系统中的其他成分 94

5.2.7 PCR的热循环计划 94

5.3　聚合酶链式反应技术的应用 96

5.3.1　基因克隆 96

5.3.2　反向PCR与染色体步移 97

5.3.3　不对称PCR与DNA序列测定 98

5.3.4　RT-PCR与RNA分析 99

5.3.5　基因的体外诱变与突变的检测 101

5.3.6　基因组的比较研究 101

思考题 102

第6章　基因的体外重组 103

6.1　基因克隆策略 103

6.2　克隆载体 104

6.2.1　质粒载体 104

6.2.2　噬菌体载体 120

6.2.3　柯斯质粒载体 136

6.2.4　人工染色体载体 141

6.3　DNA的连接 141

6.3.1 DNA片段在体内和体外的连接——粘性末端的连接 141

6.3.2　平齐末端的连接 143

思考题 147

第7章　基因的转移与重组体的检测 148

7.1　重组体向寄主细胞的导人 148

7.1.1　重组体DNA分子的转化或转染 149

7.1.2　λDNA的体外包装 151

7.1.3　体外包装的λ噬菌体的转导 153

7.2　重组体克隆的筛选与鉴定 155

7.2.1　遗传检测法 155

7.2.2　物理检测法 161

7.2.3　核酸杂交筛选法 162

7.2.4　免疫化学检测法 165

7.2.5　DNA-蛋白质筛选法 170

7.2.6　转译筛选法 171

思考题 174

第8章　克隆基因的表达 176

8.1　外源基因在原核细胞中的表达 176

8.1.1　原核生物基因表达的特点 177

8.1.2　基因表达的调控序列 178

8.1.3　几种类型的原核表达载体 184

8.1.4　提高克隆基因表达效率的途径 187

8.2　外源基因在真核细胞中的表达 197

8.2.1　真核细胞基因克隆载体 197

8.2.2　哺乳动物基因转移的选择标记 206

8.2.3　外源基因导入真核细胞的方法 208

思考题 213

第9章　酵母的基因工程 215

9.1　酵母基因的克隆 215

9.1.1　穿梭质粒 215

9.1.2 利用大肠杆菌突变互补法克隆酵母生物合成基因 217

9.1.3　用简单的互补法克隆酵母基因 219

9.2　以酵母为材料对真核生物功能的研究 221

9.2.1　酵母的同源重组 221

9.2.2　酵母基因与高等生物基因具有相似的信号途径 225

9.2.3　用酵母遗传实验解答某些生化难题 228

9.2.4　用酵母遗传分析鉴别和研究高等生物基因 231

思考题 232

第10章　植物的基因工程 233

10.1　再生植株 233

10.1.1　植物在遗传工程方面的优缺点 233

10.1.2　原生质体再生植株 234

10.1.3　叶盘再生植株 236

10.2　植物基因转移的途径 237

10.2.1　土壤农癌杆菌的Ti质粒引起冠瘿瘤 237

10.2.2　Ti质粒的T-DNA部分转移至植物细胞 238

10.2.3　T-DNA经过改造后作为基因载体 239

10.2.4　用报告基因证明转移基因在植物组织中的表达 244

10.2.5　病毒作为植物基因转移的载体 245

10.2.6　用基因枪和电击法将DNA转移入植物细胞 246

10.2.7　用DNA包裹的粒子轰击可产生转基因细胞器 248

10.3　植物基因的表达 250

10.3.1　植物表达抗感染的病毒外壳蛋白 250

10.3.2　植物表达微生物毒素以阻止昆虫蚕食 252

10.3.3　抗除草剂植物 254

10.3.4　转基因花卉植物 256

10.3.5　利用转基因植物生产有重要价值的蛋白质 256

思考题 257

第11章 哺乳动物细胞的基因工程与转基因动物 259

11.1　哺乳动物细胞的基因转移 259

11.1.1　永久性细胞系的建立与基因转移 259

11.1.2　哺乳动物细胞的选择性标记 259

11.1.3　磷酸钙共沉淀与病毒粒子的基因转移 261

11.1.4　应用于特殊细胞类型的转染方法 265

11.1.5　用病毒载体将外源DNA引入细胞 266

11.1.6　外源DNA在转染入细胞后的瞬时表达 267

11.1.7　利用基因扩增使蛋白质高水平表达 270

11.1.8　利用COS细胞使蛋白质高水平表达 271

11.1.9 牛痘病毒和杆状病毒用于蛋白质的高水平表达 272

11.1.10　基因的长期稳定表达 275

11.2　转基因小鼠 277

11.2.1　转基因小鼠的微注射途径 277

11.2.2　转基因小鼠的胚胎干细胞途径 279

11.2.3　转基因的组织特异性表达 281

11.2.4　转基因小鼠的应用 282

11.3　转基因家畜 285

11.3.1 重组牛生长激素促进动物泌乳和改善饲料利用率 285

11.3.2　转基因家畜 286

11.3.3　用转基因动物生产药物蛋白 287

11.3.4　通过转基因表达病毒外壳蛋白以保护家畜免受病毒感染 289

思考题 289

第12章　基因工程与药物蛋白生产 291

12.1　利用基因工程技术生产胰岛素和生长激素 291

12.1.1　生产重组蛋白的表达系统 291

12.1.2　重组人胰岛素的生产 292

12.1.3　重组人生长激素的生产 293

12.2　利用基因工程技术生产疫苗和其他复杂蛋白质 295

12.2.1　乙型肝炎病毒疫苗的生产 295

12.2.2　用哺乳动物细胞大规模生产人的复杂蛋白质 297

12.3　利用基因工程技术生产抗体 298

12.3.1　单克隆抗体 298

12.3.2　对识别特异性抗原的抗体直接克隆和选择 300

12.3.3　单克隆抗体的人源化 301

12.3.4　蛋白质工程使抗体具有特殊用途 303

思考题 303

第13章　遗传检测与基因治疗 304

13.1　基因诊断 304

13.1.1　基因诊断的特点和对象 304

13.1.2　基因诊断技术 305

13.1.3　基因诊断的应用示例 308

13.2　基因治疗 311

13.2.1　基因治疗的发展过程及基本策略 311

13.2.2　反义核酸技术与基因治疗 313

13.2.3　RNA干扰与基因治疗 316

13.2.4　核酶与基因治疗 318

13.3　基因图谱 323

13.3.1　RFLP图谱 324

13.3.2　RAPD图谱 326

13.3.3 AFLP图谱 330

13.3.4　SSR图谱 333

思考题 336

第14章　基因工程与社会伦理道德 337

14.1　基因工程与宗教信仰和非政府组织的冲突 337

14.2　基因工程在医学领域的伦理道德问题 338

14.3　基因工程技术本身的社会伦理道德问题 339

14.3.1　转基因食品的安全问题 339

14.3.2　转基因的环境安全问题 340

14.3.3　克隆技术的安全问题 341

14.3.4　基因工程的其他社会和伦理道德问题 342

思考题 342

参考文献 343