分子生物学 修订版PDF电子书下载

第一章 绪论 1

一、分子生物学定义 1

二、分子生物学发展简述 1

三、分子生物学的主要内容 3

四、展望 4

第二章 生物大分子 5

第一节 生物大分子的化学结构 5

一、蛋白质 5

二、核酸 6

三、多糖 6

四、脂类 6

第二节 决定蛋白质和核酸三维结构的非共价相互作用 6

一、无规则线团 7

二、氢键 7

三、疏水相互作用 7

四、离子键 8

五、范德华引力 8

第三节 研究生物大分子的基本方法 8

一、速度沉降 8

二、区带离心（zonal centrifugation） 8

三、平衡离心（equilibrium centrifugation） 9

四、电泳（electrophoresis） 9

五、电镜（electronmicroscopy）观察 9

第四节 生物大分子的分子量测定 9

一、DNA的分子量测定 9

二、蛋白质的分子量测定 9

第三章 核酸 10

第一节 DNA的基本结构 10

一、双螺旋结构是DNA的基本结构 10

二、决定DNA结构的因素 12

三、环状超螺旋DNA 16

四、左手螺旋DNA 18

第二节 DNA的基本性质 19

一、复性 19

二、DNA的修饰 20

三、核酸降解 20

第三节 RNA 22

一、成熟RNA 23

二、前体RNA 24

三、病毒RNA 24

四、RNA的结构 25

第四节 核酸的结构分析 25

一、DNA的物理图谱 25

二、测定DNA顺序的方法 26

第四章 蛋白质 30

第一节 蛋白质的结合位点和多亚基蛋白质 30

第二节 蛋白质活性的调节 32

一、终产物的抑制作用 32

二、多亚基蛋白质的调节——变构 33

三、变构调节的两种机制 33

四、一种变构酶：门冬酰胺转氨甲酰酶 35

五、真核细胞中蛋白质的磷酸化是导致变构的共同方式 36

第三节 蛋白质重要的结构域 41

一、结构域的化学概念 41

二、结构域与蛋白质结构与功能 41

三、蛋白质重要的结构域 42

第五章 生物大分子相互作用和复杂聚集物的结构 49

第一节 一种多蛋白装配体——胶原蛋白 49

一、胶原蛋白的氨基酸组成和顺序 50

二、一种三链螺旋单位——原胶原蛋白（tropocollagen） 50

三、原胶原单位的相互作用形成纤维 50

第二节 复杂的DNA结构 52

第三节 DNA与一个识别专一碱基顺序的蛋白质的相互作用 53

第四节 生物膜（biological membranes） 58

第五节 复杂聚集物的自我装配 59

第六章 遗传物质 61

第一节 遗传物质的证明 61

一、转化实验 61

二、化学实验 63

三、Blendor实验 63

第二节 遗传物质的性质 64

一、遗传信息由DNA贮存和传递 64

二、遗传信息从亲代传递到子代 65

三、携带遗传信息的DNA的化学稳定性 65

四、遗传物质的变异性（突变） 66

第三节 遗传物质——RNA 67

第四节 基因和基因组 68

第七章 可转移的遗传因子 70

第一节 质粒（plasmid） 70

一、质粒的一般性质及类型 70

二、质粒的复制机制及其拷贝数的控制 71

三、几种质粒 76

第二节 转座因子 80

一、插入顺序（insertion sequence IS） 80

二、转座子 84

第三节 病毒及其与质粒、转座因子之间的关系 89

第八章 分子生物学的研究方法 92

第一节 生物大分子的分离 92

一、凝胶电泳 92

二、双向凝胶电泳 94

三、离子交换层析 95

四、凝胶过滤层析 95

第二节 标记示踪剂 97

一、放射自显影 97

二、磷光成像 98

三、液体闪烁计数 98

四、非放射性示踪 99

第三节 核酸杂交 100

一、Southern Blot（DNA印迹杂交）：鉴定特异的DNA片段 100

二、DNA指纹和DNA分型 101

三、Northern Blot：检测基因活性 102

四、原位杂交：确定基因在染色体上的位置 103

五、定点突变 103

第四节 转录子的作图和定量分析 105

一、S1作图 105

二、引物延伸 107

三、Run-off转录和G-Less Cassette转录 108

第五节 体内测定转录速率 110

一、细胞核持续转录技术（Nuclear Run-on Transcription） 110

二、报告基因转录 111

第六节 DNA与蛋白质的相互作用 113

一、滤膜结合法 113

二、凝胶迁移率变化实验（Gel Mobility Shift Assay） 113

三、DNase足迹实验 113

四、硫酸二甲酯（Dimethylsulfate DMS）足迹法和其他足迹法 115

五、基因敲除（Gene knockout） 116

第九章 重组DNA技术——分子克隆技术 119

第一节 载体和工具酶 119

一、载体 119

二、工具酶 126

第二节 目的基因制备 129

一、直接分离法 130

二、构建基因组文库或cDNA基因文库分离法 130

三、PCR法分离目的基因 131

四、目的基因的化学合成法 131

第三节 目的基因与载体的体外重组 131

一、目的基因与载体的剪切 131

二、目的基因和载体的体外连接 133

第四节 重组子导入细胞技术 135

一、重组DNA分子转化原核生物细胞（大肠杆菌） 135

二、重组DNA分子导入哺乳动物细胞 136

三、重组λ噬菌体DNA分子转导大肠杆菌 136

四、重组DNA分子导入植物细胞 137

第五节 重组子的筛选与鉴定 137

一、根据重组载体的选择性标记进行筛选 137

二、PCR法 138

三、限制性核酸内切酶酶切分析法 138

四、核酸杂交法 139

五、免疫学方法 139

六、核苷酸序列测定 139

七、植物转化细胞和哺乳动物转化细胞的筛选鉴定 139

第六节 克隆基因的表达 140

一、目的基因在原核生物表达系统中的表达（大肠杆菌表达系统） 140

二、目的基因在真核生物表达系统中的表达 141

第七节 重组DNA技术应用 143

一、重组DNA技术在医学上的应用 143

二、重组DNA技术在农业上的应用 146

三、基因工程在环境保护中的应用 148

第十章 遗传物质的复制 149

第一节 复制概述 149

一、复制子（Replicon） 149

二、半保留复制和半不连续复制 151

三、DNA的复制起始区 155

第二节 DNA复制的相关蛋白质 158

一、DNA聚合酶 159

二、DNA连接酶（DNA Ligase） 165

三、与解链有关的酶和蛋白质 166

第三节 原核生物DNA复制的起始延伸和终止 169

一、大肠杆菌DNA的复制 170

二、噬菌体ФX174的复制 175

三、细菌接合产生单链基因组 176

四、线粒体DNA的复制 176

五、线状DNA复制问题 177

第四节 真核生物的复制过程 182

一、猴病毒SV40的复制 182

二、染色质复制需要核小体组装 182

三、端粒酶 186

第五节 DNA复制的调控 187

第六节 逆转录 189

一、逆转录酶 189

二、逆转录病毒的基因组复制过程 189

三、乙肝病毒基因组的复制 191

第七节 RNA复制 191

第十一章 DNA损伤修复和基因突变 193

第一节 避免差错的DNA损伤修复 194

一、光复活作用和切除修复 194

二、重组修复 196

三、N-糖苷酶和DNA损伤修复 198

四、校读作用 198

五、交联的修复 200

第二节 避免差错的DNA损伤修复和基因突变 201

第三节 应急修复反应（SOS） 201

一、recA和lexA基因 202

二、SOS反应过程 203

三、SOS反应和细胞分裂 204

四、SOS反应和DNA复制 204

五、SOS网络中的基因和诱发突变 204

六、二聚体和诱发突变 204

七、无嘌呤位点和基因突变 205

八、DNA聚合酶和基因突变 205

第四节 诱变剂、诱变、基因突变和突变体 205

一、突变的类型和它们的标志 206

二、突变株的筛选 207

三、自发突变 207

四、诱变 208

五、Oligo诱导的定点突变 213

第五节 基因突变的校正 216

一、无义突变的校正 216

二、误义突变的校正 216

三、移码突变的校正 216

第十二章 遗传重组 218

第一节 同源重组的机制 218

一、断裂重接和异源双链 218

二、支链迁移 219

三、碱基对的错配及消除 220

四、DNA分子的配对 221

第二节 细菌转化中的重组 223

一、细菌中的转化 223

二、酵母中的转化 223

第三节 同源双链DNA分子之间的交换 225

一、噬菌体的整合 225

二、细菌接合转移中的重组 226

三、转导中的重组 226

四、减数分裂重组 228

第四节 同源重组模型 230

一、Holliday模型 230

二、不对称链转移模型 231

三、8字形分子的解离 233

第五节 RecA和RecBCD蛋白在重组中的作用 234

一、RecA蛋白 234

二、RecBCD酶 236

三、参与同源重组的其他蛋白质 237

第十三章 转录 243

第一节 RNA的酶促合成 243

一、RNA合成的基本特征 243

二、大肠杆菌RNA聚合酶（E.coli RNApolymerase） 244

三、RNA聚合酶在DNA上的识别结合位点 245

四、转录的起始 249

五、RNA链的延伸 250

六、RNA链的终止和新合成RNA的释放 252

第二节 RNA分子的种类及转录后加工 255

一、mRNA的结构 255

二、mRNA的寿命 255

三、稳定RNA：核糖体RNA和转移RNA 255

四、tRNA分子的加工 256

五、大肠杆菌中核糖体RNA的加工 258

第三节 真核生物的转录和RNA加工 260

一、真核细胞中的转录 260

二、真核mRNA分子5′端和3′端的结构 270

三、真核mRNA的加工 272

四、RNA拼接（RNA splicing） 276

五、RNA编辑 287

第十四章 蛋白质的合成 288

第一节 遗传密码的破译 288

一、Crick的探索 289

二、Nirenberg的实验 289

三、Khorana的实验 290

第二节 摇摆假设 293

第三节 蛋白质生物合成的机制 294

一、与蛋白质生物合成有关的生物大分子 294

二、蛋白质生物合成的机制 303

三、蛋白质的翻译后加工 307

第十五章 原核基因表达调控 309

第一节 乳糖系统和操纵子模型 310

一、酶的诱导 310

二、结构基因和调节基因的突变 312

三、调节基因 313

四、Jacob-Monod的负控制模型及实验依据 314

五、I基因产物及功能 315

六、操纵区和启动区 316

七、正控制系统 317

八、P-O区的结构 319

第二节 半乳糖操纵子 320

一、cAMP-CAP对两个半乳糖启动子的不同作用 321

二、双启动子的生理功能 322

三、双操纵区 322

第三节 色氨酸操纵子 323

一、色氨酸操纵子的阻遏-操纵系统 324

二、弱化子和前导区 324

三、mRNA的前导区全序列分析 326

四、弱化的机制 326

五、色氨酸操纵子弱化机制的实验依据 327

第四节 λ噬菌体基因表达的调节 330

一、λ噬菌体简介 331

二、λ噬菌体基因组 332

三、λ噬菌体感染宿主后的转录次序 333

四、λ噬菌体的调控区 333

五、溶源化的遗传控制及λ阻遏物的发现 334

六、λ噬菌体的操纵区和启动子结构 335

七、CI蛋白和Cro蛋白 336

第五节 DNA重排对基因表达的调节 339

第六节 sigma因子对基因表达的调控 340

第七节 转录后的调控 344

一、翻译水平上的调控 344

二、翻译后调控 349

第十六章 真核基因组及其基因表达调控 351

第一节 真核生物基因组 351

一、重复序列 351

二、基因家族（gene families） 353

三、逆转病毒和癌基因 355

四、真核细胞中的转座因子 358

五、真核细胞中的线粒体基因组和叶绿体基因组 358

第二节 真核基因的结构 359

一、rRNA基因 359

二、tRNA基因 362

三、为蛋白质编码的基因 363

四、内部间隔区和隔裂基因 365

第三节 真核基因表达的调控 369

一、真核基因表达控制的特点和复杂性 369

二、真核基因转录起始的控制机制 369

三、几种真核基因转录调控模型 378

四、DNA修饰和染色质结构控制基因转录 380

五、转录后的控制 388

六、真核蛋白质合成的控制 390

第十七章 细胞信号调控 397

第一节 细胞信号的一般概念 397

一、信号分子和信号受体 397

二、细胞对信号的反应 398

三、三类已知的细胞表面受体 399

第二节 通过G-蛋白关联受体进行的信号调控 399

一、G-蛋白关联受体结构——七次跨膜 399

二、三聚体G蛋白 400

三、G-蛋白关联受体作用的两条主要途径 400

第三节 通过酶关联细胞表面受体进行的信号调控 402

一、受体酪氨酸激酶是大多数生长因子的受体 403

二、形成二聚体是酶关联受体被信号激活的普遍机制 403

三、受体酪氨酸激酶上的磷酸化的酪氨酸被具有SH2结构的蛋白质识别和结合 403

第四节 小分子信号调控 404

一、NO和CO能直接与细胞内的酶结合 404

二、维生素D和甾类激素等直接和基因转录的调控蛋白结合 404

第五节 细胞对信号的反应 405

一、细胞信号逻辑：信号网络 405

二、细胞对信号的适应性 405

第十八章 癌分子生物学 407

第一节 癌发生的分子基础——DNA序列改变 407

第二节 癌的发生和发展包括多种因素的协同作用 407

第三节 原癌基因和癌基因 408

第四节 原癌基因的激活 409

一、Ras原癌基因可被基因变异所激活 409

二、插入、转位和基因放大可激活原癌基因 411

第五节 肿瘤抑制蛋白 413

第十九章 基因组学 415

第一节 基因组的测序 415

一、人类基因组计划（human genome project,HGP） 416

二、运用在大规模基因组计划的克隆载体 417

三、克隆-克隆战略（The Clone-clone Strategy） 418

四、鸟枪法测序 422

第二节 基因组学的应用 424

一、功能基因组研究技术 424

二、功能基因组学的应用 430

三、生物信息学 430

四、蛋白质组学 431