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第一专题 基因组学 1

1.1 生物的基因组 1

1.1.1 真核生物基因组 1

1.1.2 原核生物基因组 2

1.2 结构基因组学 2

1.2.1 人类基因组计划的概述 3

1.2.2 人类基因组研究的主要内容 7

1.3 功能基因组学 9

1.3.1 基因组的表达及其调控 10

1.3.2 基因组多样性的研究 11

1.3.3 模式生物体基因组研究 12

1.4 比较基因组学 13

1.4.1 基因共线性 13

1.4.2 直系同源集簇 14

1.4.3 基因岛和基因协同进化 15

1.5 基因组学研究展望 16

1.5.1 基因组学与生物学 16

1.5.2 基因组学与健康 18

1.5.3 基因组学与社会 19

1.5.4 热点研究领域 21

思考题 23

参考文献 23

第二专题 表观遗传学 26

2.1 表观遗传学的概念、内容和研究方法 26

2.1.1 什么是表观遗传学 26

2.1.2 表观遗传学改变对生物体表型的影响 27

2.1.3 表观遗传学研究方法 29

2.2 表观遗传学的发生机制 30

2.2.1 DNA甲基化 30

2.2.2 组蛋白修饰 32

2.2.3 染色质重塑 35

2.3 表观遗传学的作用方式 36

2.3.1 基因组印迹 36

2.3.2 基因沉默 36

2.3.3 RNA干扰 37

2.3.4 组蛋白密码 39

2.4 表观遗传学与人类疾病 40

2.4.1 表观遗传变异对免疫系统的影响 40

2.4.2 表观遗传变异与细胞癌变 41

2.5 表观遗传变异与基因组进化 43

2.5.1 DNA甲基化与基因组稳定性 43

2.5.2 表观遗传学变异与植物远源杂种和异源多倍体物种形成 43

2.6 表观遗传学分子生物学软件——DNA甲基化分析工具专题 46

2.6.1 基于引物设计功能的软件 47

2.6.2 CpG岛序列分析软件 48

2.6.3 CpG位点甲基化状态作图软件 48

思考题 49

参考文献 50

第三专题 分子生态学 52

3.1 分子生态学概述 52

3.1.1 分子生态学概念的提出 53

3.1.2 分子生态学的特点和应用前景 54

3.1.3 分子生态学的发展前提与条件 54

3.2 分子生态学的几个重要领域 55

3.2.1 遗传分子生态学 55

3.2.2 病毒分子生态学 58

3.2.3 免疫分子生态学 62

3.2.4 肿瘤分子生态学 65

3.3 重要物质作用过程的分子生态学 68

3.3.1 蛋白质结构与功能的分子生态学 68

3.3.2 干扰素的分子生态机制 69

3.3.3 基因突变与DNA修复的分子生态学 70

思考题 72

参考文献 72

第四专题 糖生物学概论 74

4.1 糖生物学的定义 74

4.2 糖生物学研究的主要内容 76

4.3 命名 76

4.4 由单糖引起的糖链变化 77

4.5 聚糖的基本结构单位 77

4.6 糖缀合物中的聚糖 78

4.7 聚糖的生物学作用及其多样性 78

4.8 聚糖对蛋白前体或聚蛋白水解作用的调控 80

4.9 聚糖对膜通透性的调控 80

4.10 聚糖和免疫应答 80

4.11 聚糖可以作为细胞识别的信号 82

4.12 聚糖在白细胞运输中的作用 84

4.13 聚糖与微生物黏附 85

4.14 糖基化改变的生物学影响 86

4.15 研究糖基化的工具 87

4.16 糖生物学在生物工程和医学中的地位 87

4.17 糖技术的发展 88

思考题 89

参考文献 89

第五专题 生物信息学 94

5.1 生物信息学研究的基本内容与基本原理 96

5.1.1 生物信息学研究的基本内容 96

5.1.2 生物信息学数据库的构建 97

5.1.3 生物信息学数据库的理论研究 104

5.2 生物信息学数据库的功能与使用 105

5.2.1 Genbank核酸序列数据库 105

5.2.2 Swiss-Port蛋白质序列数据库 106

5.2.3 PDB蛋白质高级结构数据库 107

5.2.4 数据库的检索 107

5.3 DNA序列分析 108

5.3.1 DNA序列分析工具 108

5.3.2 基因分析与功能预测 110

5.3.3 RNA结构分析 112

5.4 蛋白质序列分析 112

5.4.1 蛋白质序列分析工具 112

5.4.2 蛋白质结构分类 113

5.4.3 蛋白质二级结构预测 114

5.4.4 蛋白质三级结构预测 114

5.5 核酸和蛋白质序列的比对 115

5.5.1 序列比对基本原理 115

5.5.2 序列比对常用工具 116

5.5.3 多重序列比对 116

5.5.4 分子进化树的构建 117

5.6 生物信息学原理与技术的应用 118

5.6.1 生物工程制药 118

5.6.2 分子进化 118

5.6.3 比较基因组学 119

5.6.4 生物信息学的发展与展望 120

思考题 121

参考文献 122

第六专题 蛋白质组及蛋白质组学 123

6.1 蛋白质组和蛋白质组学概述 123

6.1.1 蛋白质组及蛋白质组学的概念 123

6.1.2 蛋白质组学研究的策略和范围 124

6.1.3 研究蛋白质组学的必要性 125

6.2 蛋白质组学的研究方法 126

6.2.1 概述 126

6.2.2 蛋白质分离和鉴定技术 127

6.2.3 蛋白质组学中蛋白质相互作用分析技术 130

6.2.4 蛋白质组生物信息学 132

6.3 蛋白质组学国内外研究现状、发展趋势及其在药物开发中的应用 132

6.3.1 蛋白质组学国外研究现状 132

6.3.2 蛋白质组学在中国的研究现状 133

6.3.3 蛋白质组学的发展趋势 134

思考题 135

参考文献 136

第七专题 发育生物学 141

7.1 发育生物学的基本概念和现状 141

7.1.1 发育生物学的基本概念 141

7.1.2 发育生物学的发展现状 141

7.2 当前发育生物学研究的主要热点和疑难问题 142

7.2.1 当前发育生物学研究的主要热点 142

7.2.2 发育生物学研究的主要疑难问题 147

7.3 动物个体发育中的基因活动 148

7.3.1 发育中基因活动的理论 148

7.3.2 同源转换区基因与同源域蛋白 149

7.4 小RNA在发育过程中的作用 153

7.4.1 小RNA：一种新的基因表达调节子 153

7.4.2 MicroRNAs在果蝇早期发育过程中的重要作用 154

7.4.3 MicroRNAs在调节卵生长过程中的重要作用 154

7.4.4 人类三分之一基因由小RNA调控 155

7.4.5 MicroRNA与癌症形成的关系 156

7.5 发育程序中的细胞凋亡 157

7.5.1 细胞凋亡的基因调节和分子机制 157

7.5.2 新确定程序性细胞死亡关键因素 159

7.6 干细胞研究进展 160

7.6.1 干细胞的分类与来源 160

7.6.2 干细胞的应用研究进展 162

7.6.3 RNAi技术在干细胞研究中的应用 163

7.6.4 干细胞和再生研究新突破 164

7.6.5 肿瘤干细胞概念及研究展望 164

7.6.6 干细胞与癌症关系研究的新进展 165

7.6.7 干细胞的衰老研究 166

7.6.8 干细胞研究面临的问题 167

思考题 168

参考文献 168

第八专题 抗体工程 170

8.1 抗体概述 170

8.2 免疫球蛋白的结构 170

8.3 免疫球蛋白的基因重排与抗体的多样性 171

8.3.1 Ig重链的基因结构及重排 171

8.3.2 Ig轻链的基因结构及重排 173

8.3.3 Ig多样性产生的机制 174

8.4 人工制备抗体的分类 175

8.4.1 多克隆抗体 175

8.4.2 单克隆抗体 175

8.4.3 基因工程抗体 176

8.5 抗体制备新技术 180

8.5.1 抗体库技术 180

8.5.2 转人Ig基因动物技术 182

8.5.3 纳米抗体制备技术 184

8.5.4 鸡蛋抗体制备技术 184

8.5.5 全人B细胞杂交瘤技术 185

8.5.6 胞内抗体技术 185

8.5.7 植物抗体技术 185

8.6 抗体在现代生命科学中的应用 186

8.6.1 抗体在科学研究中的应用 187

8.6.2 抗体在疾病预防中的应用 187

8.6.3 抗体在疾病诊断方面的应用 187

8.6.4 抗体在疾病治疗中的应用 187

思考题 191

参考文献 191

第九专题 癌基因与抑癌基因 193

9.1 细胞转化 193

9.2 癌基因和抑癌基因 194

9.2.1 癌基因概述 194

9.2.2 抑癌基因 198

9.3 细胞癌变的分子机制 199

9.3.1 致癌病毒的转化作用 199

9.3.2 原癌基因的激活 202

9.3.3 抑癌基因的失活 205

9.4 肿瘤的基因治疗 206

9.4.1 针对癌基因的治疗 206

9.4.2 针对抑癌基因的治疗 206

9.4.3 表达调控治疗 207

思考题 209

参考文献 209

第十专题 干细胞与组织工程 210

10.1 干细胞 210

10.1.1 干细胞的一般特征及研究概况 210

10.1.2 胚胎干细胞 211

10.1.3 造血干细胞 212

10.1.4 神经干细胞 213

10.1.5 骨髓干细胞 214

10.1.6 皮肤干细胞 218

10.1.7 干细胞的应用前景 218

10.2 组织工程 219

10.2.1 组织工程种子细胞来源 220

10.2.2 组织工程支架材料 220

10.2.3 组织工程骨的构建 221

10.3 于细胞与组织工程面临的问题及展望 223

思考题 226

参考文献 226