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第一章 绪论 1

一、分子生物学的概念 1

二、分子生物学的研究范畴 1

三、分子生物学的发展基础 3

四、如何学习分子生物学 6

参考文献 7

第二章 核酸的结构 8

第一节 DNA是最普遍的遗传物质 8

第二节 DNA的结构 10

一、核酸的化学组成 10

二、DNA的双螺旋结构 13

三、DNA双螺旋结构的多态性 14

第三节 DNA的超螺旋结构与拓扑异构酶 17

一、DNA的超螺旋结构 17

二、超螺旋结构的拓扑学特性 18

三、拓扑异构酶 19

第四节 RNA的结构 21

一、RNA的组成 21

二、RNA的种类及结构 22

第五节 核酸的变性、复性及分子杂交 25

一、DNA的变性和复性 25

二、分子杂交 27

小结 27

参考文献 27

第三章 基因组与染色体 28

第一节 基因的概念 28

一、基因的概念 28

二、基因的结构与分类 29

第二节 病毒基因组 30

一、病毒基因组的结构 30

二、病毒基因组的特点 30

第三节 原核生物基因组 31

一、原核生物基因组结构与特点 31

二、染色体外的遗传物质——质粒 32

第四节 真核生物基因组 33

一、真核生物基因组的特点 33

二、真核生物中的重复序列与非重复序列 36

三、基因家族和基因簇 42

四、假基因 43

五、真核生物基因的外显子与内含子 43

第五节 真核生物基因组的包装与染色体 45

一、形成核小体 45

二、形成螺线管结构 47

三、形成辐射环 47

第六节 细胞器基因组 49

一、线粒体基因组 49

二、叶绿体基因组 49

小结 51

参考文献 51

第四章 DNA的生物合成 53

第一节 复制的单位——复制子 53

一、复制过程中的复制子 53

二、原核生物的复制子 54

三、真核生物的复制子 55

第二节 DNA的合成 58

一、DNA合成的化学 58

二、参与DNA复制的酶和蛋白质 61

三、复制起始 75

四、复制延长 83

五、复制终止 85

第三节 其他形式的DNA复制 88

一、噬菌体DNA的复制 88

二、线粒体DNA的复制 90

第四节 逆转录 91

一、还原病毒和逆转录 91

二、端粒与端粒酶 93

小结 95

参考文献 96

第五章 DNA的损伤与修复 97

第一节 DNA损伤与突变 97

一、DNA的损伤 98

二、复制差错 103

三、DNA的突变 104

第二节 DNA的修复 105

一、直接修复 105

二、错配修复 106

三、切除修复 107

四、双链断裂修复 112

五、倾向差错修复 115

六、SOS反应 115

小结 117

参考文献 117

第六章 DNA重组 118

第一节 同源重组 118

一、同源重组的分子机制 119

二、原核生物中的同源重组 123

三、真核生物中的同源重组 128

四、基因转换 130

第二节 位点专一性重组 132

一、位点专一性重组的机制 132

二、参与位点专一性重组的酶和蛋白质 134

三、位点专一性重组的生物学功能 137

第三节 转座作用 139

一、转座作用的机制 141

二、细菌中的DNA转座子 143

三、真核生物中的DNA转座子 149

第四节 逆转座作用 152

一、还原病毒 152

二、含有LTR的逆转座子 153

三、不含LTR的逆转座子 154

四、以RNA为靶位点的逆转座 156

小结 157

参考文献 159

第七章 原核生物RNA的生物合成 160

第一节 RNA合成的化学 161

一、RNA合成的过程 161

二、DNA双链中只有一条链被转录成RNA 161

第二节 原核生物的启动子与RNA聚合酶 162

一、原核基因的启动子 162

二、原核生物RNA聚合酶的结构 164

三、原核生物RNA聚合酶的基因 166

第三节 原核生物RNA合成过程 166

一、转录的起始 166

二、RNA链的延伸 168

三、转录的终止 169

第四节 σ因子的替换与抗终止作用 171

一、σ因子的替换 171

二、转录的抗终止作用 172

小结 177

参考文献 177

第八章 原核基因表达调控 178

第一节 操纵子 179

一、操纵子 179

二、基因表达调控中的基本概念 181

第二节 乳糖操纵子 186

一、酶合成的诱导 186

二、乳糖操纵子结构 188

三、乳糖操纵子的负调控 189

四、乳糖操纵子的正调控 191

五、半乳糖操纵子 195

六、阿拉伯糖操纵子 197

第三节 色氨酸操纵子 199

一、色氨酸操纵子的结构 199

二、trp操纵子的阻遏系统 200

三、trp的弱化作用 201

第四节 严紧反应 205

一、（p）ppGpp的合成 206

二、（p）ppGpp的调控作用 206

第五节 自体调控 207

一、λ噬菌体 207

二、核糖体蛋白的自体调控 212

第六节 RNA稳定性的调控 214

一、RNA稳定性的调控 214

二、核开关 215

小结 216

参考文献 218

第九章 真核基因的转录 219

第一节 真核生物的RNA聚合酶 219

一、真核细胞具有3种RNA聚合酶 219

二、真核RNA聚合酶的结构 220

第二节 真核细胞的启动子 221

一、RNA聚合酶Ⅱ启动子 222

二、RNA聚合酶Ⅰ的启动子 224

三、RNA聚合酶Ⅲ的启动子 225

第三节 真核生物的转录因子 226

一、RNA聚合酶Ⅱ的转录因子 226

二、RNA聚合酶Ⅰ的转录因子 231

三、RNA聚合酶Ⅲ的转录因子 232

第四节 转录因子的结构特征与功能 232

一、转录因子的DNA结合域 233

二、转录因子的转录激活域 236

三、转录因子两种结构域之间的关系 236

小结 238

参考文献 238

第十章 前体RNA的加工 239

第一节 原核生物RNA的加工 239

一、原核生物rRNA前体的加工 240

二、原核生物tRNA前体的加工 241

三、原核生物mRNA前体的加工 242

第二节 真核生物mRNA前体非翻译区的修饰 243

一、5′-端帽子的形成及其功能 244

二、3′-端poly（A）的形成及其功能 246

第三节 四种内含子的剪接 249

一、真核生物的mRNA前体的剪接 249

二、第Ⅱ类内含子的自我剪接 254

三、第Ⅰ类内含子的自我剪接 254

四、酵母tRNA的剪接 256

第四节 其他形式的RNA剪接 258

一、mRNA前体的可变剪接 258

二、mRNA前体的反式剪接 260

三、RNA编辑 262

第五节 具有催化活性的RNA 265

一、RNA催化活性的结构基础 265

二、几种详细研究过的核酶 266

小结 271

参考文献 271

第十一章 真核基因的表达调控 273

第一节 染色体水平上的基因表达调控 273

一、染色质结构 273

二、染色质的缺失 274

三、基因扩增 275

四、基因重排 276

五、染色质具有不同的DNase敏感性 276

第二节 染色质重塑 277

一、核小体重塑 277

二、染色体DNA的甲基化修饰 279

三、组蛋白共价修饰 281

四、非组蛋白 286

第三节 转录水平上的基因表达调控 286

一、DNA上影响转录的远程作用位点 286

二、RNA干扰 289

三、微小RNA 291

第四节 翻译水平上的基因表达调控 291

一、5'-UTR对翻译的调控 292

二、3'-UTR对翻译的调控 293

三、起始密码子和终止密码子对翻译的调控 294

小结 295

参考文献 296

第十二章 蛋白质的合成 297

第一节 蛋白质合成中的tRNA 298

一、tRNA的一级结构 298

二、tRNA的二级结构 298

三、tRNA的三级结构 299

第二节 密码子 300

一、mRNA是蛋白质合成的模板 300

二、遗传密码的破译 301

三、密码子的性质 303

第三节 核糖体RNA和核糖体 305

一、核糖体的组成 305

二、核糖体RNA 305

三、核糖体的结构和活性位点 306

四、核糖体循环 308

五、核糖体的自我组装 308

第四节 参与蛋白质合成的辅助因子 309

一、起始因子 309

二、延伸因子 310

三、释放因子 310

第五节 原核生物的蛋白质合成 311

一、氨酰-tRNA合成酶 311

二、肽链合成的起始 315

三、肽链合成的延伸 316

四、肽链合成的终止 320

五、翻译忠实性的保证 321

六、原核生物蛋白质合成的抑制剂 323

第六节 真核生物蛋白质合成 324

一、真核生物蛋白质合成的起始 324

二、真核生物肽链的延伸 327

三、蛋白质合成的终止 327

四、真核生物蛋白质合成的抑制剂 327

小结 328

参考文献 328

第十三章 蛋白质跨膜移位 330

第一节 蛋白质的共翻译移位 330

一、分泌蛋白质的跨膜移位 331

二、膜内在蛋白的移位 334

三、蛋白质的折叠与修饰 338

第二节 蛋白质的翻译后移位 343

一、蛋白质进入线粒体 344

二、蛋白质进入叶绿体 346

三、蛋白质进入过氧化体 346

四、物质通过核膜的移位 348

第三节 细菌中的蛋白质移位 353

一、蛋白质进入围膜间隙 353

二、蛋白质进入胞外介质 355

小结 355

参考文献 356

第十四章 囊泡流动的分子机制 357

第一节 高尔基复合体 358

一、高尔基复合体 358

二、末端糖基化作用 358

三、蛋白质部分水解 360

第二节 内质网与TGN之间的囊泡流动 361

一、囊泡的形成 361

二、COPⅡ囊泡 362

三、COPⅠ囊泡 365

四、囊泡融合 367

第三节 以TGN为起点的囊泡流动 370

一、包涵素囊泡 371

二、分泌囊泡 375

三、膜蛋白的分拣 375

第四节 受体调节的内吞作用 376

一、内吞囊泡 377

二、转铁蛋白进入细胞 377

三、被膜病毒和某些毒素利用内吞作用进入细胞 378

第五节 蛋白质降解 379

小结 382

参考文献 383

第十五章 分子生物学基本技术 384

第一节 目的基因克隆的策略 384

一、已知序列基因或同源基因 384

二、新基因的图位克隆技术 385

三、插入突变克隆新的功能基因 385

四、采用差异表达筛选方法克隆新基因 386

第二节 核酸杂交技术 386

一、核酸杂交的原理 386

二、核酸杂交的类型 387

第三节 聚合酶链式反应 388

一、聚合酶链式反应的基本原理 388

二、PCR反应各种参数的确定 389

三、RT-PCR 389

四、实时定量PCR 390

第四节 蛋白质印迹杂交 391

一、蛋白质样品的制备要求 391

二、蛋白质的电泳 391

三、蛋白质的转膜 392

四、免疫检测 392

五、斑点印迹杂交 393

第五节 基因芯片分析技术 393

一、基因芯片的基本结构 394

二、DNA芯片的种类 394

三、芯片杂交与检测 394

四、杂交结果分析 396

第六节 基因生物学功能分析策略 396

小结 397

参考文献 397

索引 399