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第1章 绪论 1

1.1 分子生物学的基本含义及研究内容 1

1.2 分子生物学发展史 2

1.2.1 孕育阶段（1820～1950年） 2

1.2.2 创立阶段（1950～1970年） 4

1.2.3 发展阶段（1970年以后） 12

1.3 分子生物学在生命科学中的位置 15

1.4 分子生物学的现状和展望 18

1.4.1 模式生物的发育 19

1.4.2 分子生物学几乎已渗入到所有生物科学的各个领域 20

第2章 DNA染色体基因组 27

2.1 DNA分子的结构与功能 27

2.1.1 遗传物质 27

2.1.2 DNA的化学成分 31

2.1.3 核苷酸的连接方式 34

2.1.4 核酸的表示方法 35

2.1.5 DNA的结构与功能 36

2.1.6 DNA的变性、复性和分子杂交 47

2.2 染色体DNA的包装 51

2.2.1 染色体 51

2.2.2 染色体DNA的包装过程 53

2.2.3 染色质与染色体 61

2.3 基因组DNA 62

2.3.1 基因 62

2.3.2 基因组 64

2.3.3 人类基因组计划 92

2.3.4 基因组学 93

第3章 DNA复制 修复 重组 101

3.1 DNA复制 101

3.1.1 DNA的半保留复制 101

3.1.2 DNA复制的起点和方向 104

3.1.3 DNA复制的方式 107

3.1.4 DNA复制的酶学 110

3.1.5 DNA的半不连续复制 115

3.1.6 DNA复制的过程 116

3.1.7 真核生物DNA的复制过程 124

3.1.8 DNA复制的调控 136

3.2 DNA修复 138

3.2.1 复制修复 139

3.2.2 损伤修复 142

3.2.3 限制与修饰 150

3.3 DNA遗传重组 155

3.3.1 DNA的同源重组 156

3.3.2 DNA的位点特异性重组 164

3.3.3 DNA的转座 166

第4章 转录 177

4.1 转录的基本过程 177

4.1.1 转录起始 178

4.1.2 转录机器的主要成分 181

4.2 转录及其调控 189

4.2.1 原核生物的转录 189

4.2.2 真核生物的转录 205

4.3 转录后加工与修饰 224

4.3.1 RNA的剪接与加工 224

4.3.2 RNA的编辑、再编辑及化学修饰 232

4.3.3 核酶 234

4.3.4 RNA在生物进化中的地位 237

第5章 翻译 241

5.1 参与翻译过程的主要成分 241

5.1.1 蛋白质合成的模板——mRNA（遗传密码） 241

5.1.2 蛋白质合成中氨基酸的运载工具——tRNA 247

5.1.3 蛋白质生物合成的场所——核糖体 249

5.1.4 氨酰-tRNA合成酶 252

5.2 蛋白质的生物合成过程 255

5.2.1 蛋白质生物合成的起始 255

5.2.2 蛋白质生物合成的延伸 261

5.2.3 蛋白质多肽链合成的终止和释放 265

5.2.4 蛋白质合成所需的能量 266

5.2.5 多核糖体 267

5.2.6 有些短肽不是由核糖体合成的 267

5.2.7 不完整mRNA的翻译与去除 268

5.3 蛋白质生物合成后的加工处理 269

5.3.1 蛋白质多肽链的折叠 269

5.3.2 蛋白质的修饰 272

5.3.3 蛋白质生物合成受许多抗生素和毒素的抑制 274

5.4 蛋白质的转运 275

5.4.1 蛋白质的分选方式 275

5.4.2 信号序列和分子伴侣在蛋白质转运中的作用 276

5.4.3 蛋白质的翻译共转运 277

5.4.4 蛋白质翻译后的转运 278

5.5 蛋白质的降解 282

5.5.1 非特异性降解 282

5.5.2 特异性降解 282

第6章 表达调控 286

6.1 原核生物基因表达调控 287

6.1.1 操纵子 288

6.1.2 原核生物转录水平上的其他基因表达调控方式 302

6.1.3 原核生物转录后水平的基因表达调控作用 305

6.2 真核生物基因表达调控 312

6.2.1 真核细胞转录前水平的基因表达调控 313

6.2.2 转录水平的基因表达调控 320

6.2.3 转录后水平的调控 337

6.2.4 翻译水平的表达调控 342

6.2.5 翻译后水平的基因表达调控 344

第7章 基因表达调控与染色体重排综合实例 351

7.1 噬菌体的裂解途径和溶源化途径的选择和调控 351

7.1.1 λ噬菌体的基因组及早、晚期转录 351

7.1.2 溶源化途径的维持 358

7.1.3 阻遏物合成的建立 363

7.1.4 Cro蛋白的功能 365

7.1.5 溶源化和裂解周期的平衡 367

7.2 酵母交配型的转变 369

7.2.1 酵母的交配型 369

7.2.2 交配型的信号传递 371

7.2.3 交配型的转换 373

7.3 免疫球蛋白的多样性 381

7.3.1 免疫球蛋白的结构和多样性 381

7.3.2 轻链基因和重链基因各自的重组 384

7.3.3 V-C基因间的重组产生缺失及重排 385

7.3.4 等位排斥 387

7.3.5 类别转换 388

第8章 表观遗传学进展 395

8.1 从现象到概念 395

8.2 DNA甲基化修饰 398

8.2.1 DNA甲基化过程 398

8.2.2 DNA甲基化在基因组内的分布 399

8.2.3 DNA甲基转移酶 400

8.2.4 DNA甲基结合蛋白 402

8.2.5 启动子区DNA甲基化调控基因表达 402

8.2.6 基因内部DNA甲基化和基因转录 404

8.2.7 CpG岛DNA甲基化与基因转录活性 404

8.2.8 DNA去甲基化 405

8.3 组蛋白修饰方式 408

8.3.1 核小体结构及其修饰 408

8.3.2 组蛋白乙酰化修饰 411

8.3.3 组蛋白甲基化修饰 415

8.3.4 组蛋白磷酸化修饰 422

8.3.5 组蛋白的泛素化与去泛素化修饰 428

8.3.6 组蛋白SUMO化修饰 434

8.4 组蛋白变体 441

8.4.1 组蛋白变体类型 441

8.4.2 组蛋白分子伴侣 446

8.5 染色质重塑 448

8.5.1 染色质结构对基因表达的作用 448

8.5.2 核小体的形成、定位与基因表达活性 449

8.5.3 ATP依赖的染色质改构复合物及其作用机制 450

8.5.4 染色质重塑与基因转录调控 455

8.6 组蛋白密码 458

8.6.1 组蛋白修饰形式、位点、功能及涉及的酶类 458

8.6.2 组蛋白密码假说 461

8.6.3 组蛋白修饰的调节 463

8.7 表观基因组及表观基因组学 466

8.8 X染色体失活 468

8.8.1 剂量补偿效应 468

8.8.2 X染色体失活发现过程 469

8.9 基因组印记 473

8.9.1 遗传印记的发现 474

8.9.2 印记基因的发生过程 475

8.9.3 印记基因的表达调控 476

8.9.4 基因组印记的生物学意义 479

8.10 非编码RNA调控 479

8.10.1 ncRNA的种类 479

8.10.2 siRNA 481

8.10.3 miRNA 487

8.10.4 piRNA 492

8.11 长非编码RNAs（lncRNA） 497

8.11.1 非编码RNA的发现 497

8.11.2 lncRNA的概述 498

8.11.3 lncRNA对基因的调控机制 500

8.11.4 lncRNAs与表观遗传调控 502

8.12 RNA指导的DNA甲基化（RdDM）途径 507

8.12.1 RdDM途径 507

8.12.2 RdDM在植物体内的主要功能 510

8.12.3 RdDM与DNA去甲基化 510