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第一章 分子生物学的现状与未来 1

一、科学之谜 1

二、21世纪的生物学之谜 2

1.细胞的完整性--对DNA决定一切的嘲弄 2

2.自我意识--生物学研究中的黑箱 3

3.中心法则--从肽链到活性蛋白到生物性状的空白 4

三、20世纪是分子生物学发生发展的世纪 5

1.基因论--近代遗传学的确立 5

2.物理学对生物学的介入 5

3.基因与蛋白质的对应关系 6

4.分子生物学的诞生 8

四、分子生物学给生物学及人类社会带来了无限生机 12

1.分子生物学的诞生使生物学获得新生 12

2.DNA重组技术的发展 12

3.生物分子信息学(Genomics)的诞生 13

五、分子生物学的局限性 14

1.还原论(Reductionism)的色彩 14

2.基因的泛化与移位 15

3.基因工程的局限性 15

六、现代生物学展望 16

1.向人工细胞进军 16

2.基因生态 16

3.细胞克隆技术的兴起 17

4.朊病毒与蛋白质遗传 17

第二章 DNA序列不是惟一的遗传信息 19

一、DNA双螺旋模型 19

二、支持DNA双螺旋模型的证据 20

1.X射线图像有力地说明这种基本结构是螺旋状的 20

2.未经酸和碱降解的DNA有不规则的滴定曲线，有力地表明形成氢键是DNA结构的一个典型特性 20

3.对各种碱基相对比例的分析资料支持DNA具有两条链及碱基在结构中是配对的 20

三、这种互补模型的遗传学含义 20

四、DNA的自我复制 21

1.DNA复制的起始(Initiation of DNA replication) 21

2.复制叉侧翼DNA双螺旋的解旋 23

3.复制的延伸 25

4.DNA多聚酶在复制叉上滑动的机制 25

5.复制的机构 27

6.DNA复制中错误的校正 29

五、DNA复性反应方程 31

1.DNA复性反应方程 31

2.Cot与Cot1/2值 32

3.理想反应曲线 32

4.Cot1/2与重复序列的关系 33

5.DNA序列复杂度(sequence complex length) 34

6.DNA Cot曲线分析 35

六、对于DNA自我复制模型的一些反对意见 37

1.DNA是自我复制分子的假定是与生物学基本原理之一--细胞学说--相矛盾的 38

2.包含全部遗传信息的DNA的自我复制是与胚胎发育的渐成论概念相矛盾的 38

3.热力学的检验 39

4.Wigner的量子力学描述 39

5.非自我复制方式的线型复制符合生物学规律 40

七、C值佯谬 42

八、N值佯谬 46

九、基因的进化--主要由于基因的重复(gene duplication)，并不一定是DNA序列的突变 48

十、Z-DNA 构象是另一种遗传信息编码--它能导致信使RNA的编码的改变 50

第三章 蛋白质遗传 56

一、朊病毒(prion)是感染性蛋白质--一种由蛋白质构成的基因 57

二、朊病毒(prion)是细胞中非孟德尔遗传因子(Non-Mendelian Genetic Element) 61

1.[URE3]朊病毒蛋白质，一种影响氮分解(Nitrogen Catabolism)的非孟德尔遗传因子 61

2.［PSI］朊病毒蛋白质：作为翻译释放因子的非孟德尔遗传因子 62

3.［Het-s］，一种具有正常细胞功能的真菌(P.anserina)的朊病毒蛋白(prion protein) 63

三、朊病毒(prion)的遗传标准 64

1.可逆的治愈性(Reversible Curability) 64

2.正常蛋白的过剩生产将加大朊病毒形成的频率(Overproduction of the Normal Protein Increases the Frequency of Prion Formation) 64

3.该蛋白的基因突变与该蛋白的朊病毒的现象型相关(Phenotype Relationship of Prion and Mutation of the Gene for the Protein) 65

四、朊病毒蛋白质--蛋白质基因 66

五、朊病毒蛋白中有一个独立的prion决定域 67

六、消耗性蛋白与遗传性蛋白 68

七、细胞结构的遗传 68

1.细胞结构的模式(pattem)遗传与朊病毒蛋白质的构象(conformation)遗传是平行的 68

2.中心粒(centrioles)与基体(basal bodies)是同源的细胞器，也是能自我复制的 69

3.遗传性蛋白质是构成细胞结构的基础 71

第四章 分子模板与细胞模板 80

一、分子模板 80

1.DNA模板 80

2.RNA模板 83

3.蛋白质模板 84

4.糖原模板：一种非DNA的分子模板 90

二、细胞模板 91

1.细胞膜与内质网膜 92

2.细胞器 93

3.细菌细胞壁 94

4.细胞表面模板--体表结构模式的遗传(Constitutes Inheritance of Cellular Surface) 94

5.细胞皮质层模板--细胞皮质层的遗传 95

三、后成模板(epigenetic template) 99

1.DNA后成模板(DNA epigenetic template)--DNA甲基化 99

2.RNA后成模板(RNA epigenetic template)--RNAi(RNA interference) 101

第五章 密码遗传与后成遗传 110

一、分子生物学向何处去 110

二、分子生物与细胞生物(molecular organism and cellular organism) 111

三、DNA密码遗传(code inheritance)与后成遗传(epigenetic inheritance) 113

1.后成遗传(pattern inheritance/epigenetic inheritance)是非DNA密码遗传 113

2.后成遗传是遗传格局(genetic pattern)的遗传 114

四、后成遗传(Epigenetic Inheritances)--非DNA突变的遗传 114

1.DNA的后成遗传(Epigenetics) 114

2.基因组印记基因(genome imprinted genes)的遗传--通过生殖细胞的后成遗传 116

3.组蛋白的后成遗传--组蛋白密码(histone code)--基因的非DNA部分 119

4.发育中的后成遗传 125

5.获得性遗传(inheritance of acquired characteristics)--由外部环境所引起的后成遗传 130

第六章 DNA遗传、后成遗传与遗传框架 140

一、DNA遗传信息的可编排性(the reorganization of DNA) 140

1.原核生物的基因重编排 141

2.真核生物的基因重编排 143

二、RNA遗传信息的重编排 145

1.外显子及内含子的变通性重编排(Alternative Splicify) 145

2.RNA分子间的重编排(Trans-splicing) 147

3.跳跃转录(jumping RNA transcription) 148

4.RNA编辑(RNA editing)--RNA中的遗传信息并不一定来自DNA 148

5. mRNA信息的重编排--非翻译序列(untranslated sequence) 151

三、蛋白质分子的自我剪接及分子剪接(protein splicing in cis/trans) 153

四、多模板的遗传框架 155

1.病毒的重建与细胞的重建 157

2.孤雌生殖(parthenogenesis)与“孤雄生殖”(“parthenspermatogenesis”) 157

3.在细胞内中心法则的信息渗入与延伸 158

五、分子生物学的未来 160

索引 167