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1绪论 1

1.1创世说与进化论 1

1.2细胞学说 1

1.3经典生物化学与遗传学 2

1.4分子生物学的概念 2

1.5分子生物学的发展简史 3

1.5.1分子生物学的诞生 3

1.5.2现代分子生物学的发展时期 3

1.5.3分子生物学深入发展应用时期 4

1.6分子生物学的研究内容 4

1.6.1生物大分子的结构与功能 5

1.6.2基因的表达调控 5

1.6.3细胞信号转导 6

1.6.4 DNA重组技术 6

1.7后基因组学研究 6

1.7.1功能基因组学研究 6

1.7.2转录组学研究 7

1.7.3蛋白质组学研究 7

1.7.4代谢组学研究 7

1.7.5生物信息学研究 8

思考题 8

2基因与染色体 9

2.1 DNA的分子结构 9

2.1.1 DNA的一级结构 9

2.1.2 DNA的二级结构（双螺旋模型） 9

2.1.3三链结构DNA 12

2.1.4四链结构DNA 13

2.1.5 DNA的超螺旋结构 13

2.2 DNA的变性、复性与分子杂交 16

2.2.1 DNA的变性与复性 16

2.2.2分子杂交 18

2.3基因的概念 19

2.3.1经典遗传学关于基因的概念 19

2.3.2分子遗传学关于基因的概念 20

2.4基因簇和重复 26

2.4.1基因簇 26

2.4.2重复 29

2.5染色体与核小体 31

2.5.1染色体 31

2.5.2核小体 35

2.6基因组 37

2.6.1基因组大小与C值 37

2.6.2原核生物基因组与真核生物基因组 38

2.7遗传信息流 39

思考题 40

3 DNA复制 42

3.1 DNA复制的基本原则 42

3.1.1 DNA的半保留复制 42

3.1.2 DNA复制的半不连续性 43

3.1.3 DNA复制的引物 44

3.1.4 DNA的双向复制 45

3.2 DNA复制的方式 45

3.2.1 θ型复制 45

3.2.2滚环复制 46

3.2.3 D环复制 47

3.3 DNA复制的酶类体系 48

3.3.1原核生物DNA复制的酶及蛋白质 48

3.3.2真核生物DNA复制的酶及蛋白质 50

3.4 DNA复制过程 51

3.4.1原核生物DNA复制的过程 51

3.4.2真核生物DNA复制的要点 54

3.5端粒和端粒酶 55

思考题 57

4基因突变与交换 58

4.1基因突变 58

4.1.1基因突变的类型 58

4.1.2突变发生的机理 60

4.1.3突变的热点 65

4.2 DNA修复 66

4.2.1 DNA错配修复机理 66

4.2.2尿嘧啶-N-糖苷键系统 67

4.2.3光复活 67

4.2.4切除修复 68

4.2.5重组修复 68

4.2.6紧急呼救修复系统 69

4.3 DNA重组 70

4.3.1同源重组 70

4.3.2位点特异重组 72

4.4转座 72

4.4.1转座子的种类和结构特征 73

4.4.2真核生物的转座因子 75

4.4.3转座机理 77

4.4.4转座的遗传学效应 78

4.5遗传多样性 78

4.5.1遗传多样性产生的原因 78

4.5.2遗传多样性检测方法 79

4.6目的基因的分子标记定位 84

4.6.1质量性状基因的分子标记定位 84

4.6.2数量性状基因的分子标记定位 84

思考题 85

5 RNA转录 86

5.1原核生物转录机理 87

5.1.1原核生物转录的相关酶类 88

5.1.2原核生物转录的过程 89

5.2真核生物转录机理 95

5.2.1真核生物基因转录的相关酶 95

5.2.2真核生物基因的转录因子 96

5.2.3增强子、沉默子和绝缘子 98

5.2.4真核生物转录的起始和终止 99

5.3转录产物加工 100

5.3.1 rRNA加工 101

5.3.2 tRNA的加工 103

5.3.3 mRNA的加工 104

5.4核酶与催化RNA 109

5.5反转录 110

思考题 111

6蛋白质翻译 112

6.1蛋白质翻译体系 112

6.1.1 mRNA是蛋白质合成的模板 112

6.1.2 tRNA是氨基酸的运载工具 113

6.1.3核糖体是蛋白质合成的场所 114

6.1.4参与蛋白质合成的各种辅因子 115

6.2遗传密码 116

6.2.1遗传密码的破译 116

6.2.2遗传密码的特性 117

6.3肽的合成 121

6.3.1氨基酸的活化 121

6.3.2肽链的合成过程 122

6.3.3肽链的加工和修饰 131

6.3.4肽链合成的干扰和抑制 136

6.4保证肽链准确合成的机制 138

6.4.1遗传密码的防错系统 138

6.4.2氨酰-tRNA合成酶的特异性 139

6.4.3校正tRNA的作用 140

6.4.4核糖体的校正功能 140

6.4.5蛋白因子的校正作用 141

6.5蛋白质的定位和运输 141

6.5.1信号肽 141

6.5.2分泌型蛋白质的运输 142

6.5.3内质网蛋白质的运输 143

6.5.4质膜蛋白质的运输 144

6.5.5溶酶体蛋白质的运输 144

6.5.6线粒体蛋白质的运输 144

6.5.7叶绿体蛋白质的运输 145

6.5.8细胞核蛋白质的运输 145

6.5.9过氧化物酶体蛋白质的运输 146

思考题 146

7原核生物基因表达调控 147

7.1原核生物基因表达转录水平的调控 147

7.1.1原核生物基因表达调控总论 147

7.1.2原核生物基因表达调控的类型 148

7.1.3大肠杆菌乳糖操纵子——负控诱导系统 150

7.1.4大肠杆菌色氨酸操纵子——负控阻遏系统 155

7.1.5原核生物中其他操纵子基因表达调控形式举例 159

7.2原核生物基因表达的转录后水平调控 166

7.2.1 SD序列对翻译的起始调控 166

7.2.2 mRNA稳定性对基因表达强度的影响 166

7.2.3稀有密码子的调控作用 167

7.2.4反义RNA的调控作用 167

7.2.5重叠基因调控作用 168

7.2.6严谨反应对于基因表达调控的影响 168

7.3基因表达调控综合实例——λ噬菌体基因的表达调控 169

7.3.1噬菌体生物学 169

7.3.2 λ噬菌体基因组的表达调控 171

思考题 181

8真核生物基因表达调控 182

8.1真核生物基因的表达特点 182

8.2 DNA水平上的基因表达调控 183

8.2.1基因丢失 183

8.2.2基因扩增 183

8.2.3基因重排与变换 184

8.2.4活性染色质结构对基因转录的影响 185

8.2.5 DNA甲基化的调控作用 186

8.3转录水平的基因表达调控 187

8.3.1顺式作用元件 187

8.3.2反式作用因子 187

8.3.3转录因子的结构与功能 188

8.4转录后水平上的基因表达调控 193

8.4.1 hnRNA的选择性加工和运输 193

8.4.2 RNA干扰 194

8.5真核生物中翻译水平上的基因表达调控 195

8.5.1 mRNA稳定性对基因表达的影响 195

8.5.2 mRNA翻译起始的调控 196

8.6真核生物基因表达的翻译后水平调控 198

8.6.1蛋白质的磷酸化 198

8.6.2其他类型的翻译后水平调控 200

思考题 200

9表观遗传的分子生物学基础 202

9.1表观遗传现象 202

9.2表观遗传的分子生物学基础 203

9.2.1脱氧核糖核酸修饰 203

9.2.2核糖核酸调控 206

9.2.3组蛋白修饰 208

9.2.4染色质重塑 212

9.3表观遗传学的意义及其应用 213

9.3.1表观遗传学在植物上的应用 213

9.3.2表观遗传学在微生物菌种改良上的应用 213

9.3.3表观遗传学在人类疾病中的作用 214

思考题 215

10基因组学与基因组计划 216

10.1基因组学 216

10.2基因组作图 216

10.2.1遗传图谱 216

10.2.2物理图谱 218

10.3基因组测序 221

10.3.1 DNA测序的方法 221

10.3.2 DNA序列的组装 223

10.4基因组序列的解读 224

10.4.1基因搜索 224

10.4.2单个基因功能预测 225

10.5人类基因组计划 225

10.5.1人类基因组计划研究进展 225

10.5.2人类基因组计划后续研究 226

10.6植物基因组计划 229

10.6.1水稻基因组计划 229

10.6.2黄瓜基因组计划 232

10.7后基因组学 233

10.7.1功能基因组学 234

10.7.2比较基因组学 234

10.7.3转录组学 234

10.7.4蛋白质组学 234

思考题 235

11信号转导及生长发育调控 236

11.1信号转导 236

11.1.1细胞信号系统 236

11.1.2 G蛋白偶联膜表面受体介导的信号传递途径 241

11.1.3酶偶联受体介导的信号途径 246

11.1.4细胞内受体介导的信号途径 251

11.1.5细胞信号传递的特征 252

11.2细胞周期与生长调控 253

11.2.1细胞周期 254

11.2.2细胞周期调控系统主要成员 255

11.2.3细胞周期的调控 258

11.2.4与细胞周期调控有关的其他因素 259

11.3植物生长发育与信号转导 260

11.3.1植物发育的基本模式 260

11.3.2植物生长发育调控 261

11.3.3激素调节 263

11.4动物生长发育与信号转导 264

11.4.1果蝇的发育过程 264

11.4.2母体效应基因与体轴的建立 264

11.4.3合子基因对早期胚胎模式形成的调控 266

11.4.4果蝇成虫盘分化的基因调控 269

思考题 269

12肿瘤分子生物学 270

12.1肿瘤的诱发 270

12.1.1生物性致癌因素 271

12.1.2物理因素 273

12.1.3化学因素 273

12.2癌细胞的特性 274

12.3癌基因 276

12.3.1癌基因概述 276

12.3.2癌基因的分类和功能 277

12.3.3癌基因的激活 279

12.4抑癌基因 282

12.4.1重要的抑癌基因 283

12.4.2抑癌基因的失活 287

思考题 289

13细胞凋亡的分子生物学 290

13.1细胞凋亡 290

13.1.1细胞凋亡与细胞程序性死亡的区别 291

13.1.2细胞凋亡与坏死的区别 291

13.1.3细胞凋亡存在的广泛性及研究意义 293

13.2细胞凋亡的信号 293

13.2.1细胞凋亡的信号传递系统 294

13.2.2细胞凋亡的基因调控 295

13.2.3细胞凋亡的途径 297

13.2.4凋亡的执行 299

13.3凋亡过程中细胞的变化 300

13.3.1形态学变化 301

13.3.2生物化学变化 301

13.3.3氧化应激 301

13.3.4细胞因子 302

13.4细胞凋亡的临床检测 302

13.4.1早期检测 303

13.4.2晚期检测 304

13.4.3端粒酶检测 304

13.4.4 mRNA水平的检测 305

13.5凋亡在疾病和癌症中的作用 305

13.5.1细胞凋亡与自身免疫性疾病 305

13.5.2细胞凋亡与艾滋病 306

13.5.3细胞凋亡与肿瘤 306

思考题 306

主要参考文献 308