分子生物学 解析基因体学的变革PDF电子书下载

CHAPTER 1基础遗传学 1

遗传学之父——孟德尔 2

基因决定生化途径的每一步 3

突变是来自於基因的改变 4

表现型与基因型 5

染色体为一含有基因的细长分子 6

不同的生物体具有不同数目的染色体 8

显性及隐性的对偶基因 10

部分显性、共同显性、穿透性及修饰基因 11

来自父母双方的基因由於有性生殖而产生混合 13

性别的决定与特性 16

在遗传时邻近基因是互相关联 17

减数分裂的重组是为了确保基因的多变性 18

大肠杆菌是研究细菌基因的模组 20

CHAPTER 2细胞与生物体 25

生命是什么？ 26

生命体由细胞组成 27

活细胞的主要特质 28

原核细胞缺少细胞核 31

真细菌和古细菌在基因上是不同的 32

细菌可用来做细胞功能的基础研究 33

大肠杆菌为细菌的主要系统 36

大自然中哪里可找到细菌？ 37

部分细菌引起感染性疾病，但大部分是有益的 38

真核细胞内部可分为数个区间 38

真核细胞的多变性 41

真核细胞具有两个基本细胞系统 41

生物体的分类 41

研究中广泛使用的生物体 45

酵母菌广泛用来研究单一真核细胞 45

线虫与果蝇用来研究多细胞动物 47

斑马鱼用来研究脊椎动物发育 48

老鼠与人类 49

阿拉伯芥可做为植物系统 50

单倍体、双倍体与真核细胞的细胞周期 50

病毒并非活细胞 51

细菌病毒感染细菌 53

常见的人类病毒疾病 53

多种亚细胞基因实体 55

CHAPTER 3 DNA、RNA和蛋白质 59

核酸分子带著基因讯息 60

核酸的化学结构 60

DNA和RNA各有四个硷基 62

核苷是由硷基与糖组成：核苷酸是由核苷加上磷酸而成 63

两条DNA形成双股螺旋 64

硷基配对的稳定利用氢键的形成 66

双股螺旋的互补性解释遗传学的迷思 69

染色体的组成 69

中心理论列出基因讯息的流向 72

核糖体判读基因密码 75

基因密码指示蛋白质的胺基酸序列 76

各种的RNA具有不同的功能 78

蛋白质由胺基酸组成来执行许多细胞的功能 80

蛋白质的结构有四种层级 81

蛋白质各具有不同的功能 83

CHAPTER 4基因、基因体与DNA 87

DNA为遗传物质的历史回溯 88

维持生命需要多少的基因讯息才足够 90

非编码DNA 90

非编码DNA序列中也可能存在编码DNA 93

重复序列的DNA是较高等生物的特性 94

卫星DNA是非编码DNA以重复序列出现 96

迷你卫星DNA与VNTR 97

自私DNA与垃圾DNA的起源 98

回文、倒转重复序列、茎状与环状结构 100

多个A-tracts造成DNA弯曲 102

超螺旋在细菌DNA的包装上是必要的 102

拓朴酶和DNA促旋酶 104

锁形与打结的DNA必须被校正 105

局部的超螺旋 105

超螺旋影响DNA的结构 107

DNA的另类螺旋结构 107

真核细胞的组蛋白包装DNA 110

真核细胞更进一步的DNA包装 112

高温使得DNA双股分开：冷却使它们结合 115

CHAPTER 5细胞分裂与DNA复制 121

细胞分裂和繁殖不一定相同 122

DNA复制发生在复制叉上，是一种两阶段的过程 123

超螺旋引起复制的问题 124

双股分离在DNA合成之前 126

DNA聚合酶的特性 127

核苷酸的聚合 128

供应DNA合成的前驱物质 128

DNA聚合酶延长DNA单股 130

复制叉是复杂的 133

DNA间断的合成需要一个引发体的蛋白复合体 134

延迟股的完成 136

染色体复制起始於oriC 137

DNA甲基化和附著到细胞膜可以控制复制初始 139

染色体复制结束在terC 141

松开子代染色体 142

在染色体复制后才发生细菌细胞分裂 143

细菌花了多少时间进行复制 143

复制子的概念 145

在真核细胞中复制直线状DNA 147

真核细胞染色体有多个的复制起始点 150

真核细胞DNA复制 150

高等生物体的细胞分裂 152

CHAPTER 6基因转录作用 155

基因藉由制造RNA而表现 156

染色体上的短片段可转变成遗传讯息 157

词汇：顺反子、编码序列、开放读取框架 158

基因的起始序列是如何被辨识的？ 159

遗传讯息的大量制造 161

RNA聚合酶知道应该在何处停止 163

细胞如何知道哪些基因需要被启动表现？ 167

启动子如何被活化？ 168

抑制子的作用导致了转录的负向调控作用 169

许多调控蛋白可与小分子结合并因此改变形状 170

真核生物的转录作用较为复杂 172

真核生物的rRNA与tRNA的转录作用 173

真核生物中带有蛋白质编码基因的转录作用 176

上游因子可增加RNA聚合酶Ⅱ的效能 179

增强子可从远端调控转录作用 181

CHAPTER 7蛋白质的结构与功能 183

胺基酸组成蛋白质 184

多胜性肽链的形成 184

二十种胺基酸组成多胜肽链 186

胺基酸拥有α碳的不对称性 188

蛋白质在有机体中有四种层级的结构 189

蛋白质藉由氢键形成二级结构 190

蛋白质的三级结构 193

维持蛋白质3-D结构的多种作用力 196

半胱胺酸形成双硫键 197

大分子蛋白质中的多摺叠功能区域 197

蛋白质的四级结构 199

较高程度的组装与自行组装 200

辅助因子和金属离子通常帮助相关的蛋白质 200

核酸蛋白、脂蛋白和糖蛋白都是复合蛋白质 204

蛋白质提供许多细胞功能 205

蛋白质机器 209

酵素催化代谢反应 209

酵素有多样的专一性 211

锁钥模型和诱使适合的模型描述酵素与受质的结合 213

酵素根据其受质来命名和分类 214

酵素可以降低活化能 215

酵素的反应速率 216

受质类似物和酵素抑制剂作用於酵素的活化区 217

酵素也可以直接被调节 219

异位酵素受讯息分子所影响 220

酵素藉由化学修饰来调控 223

蛋白质以多种不同的路径与去氧核糖核酸（DNA）结合 224

蛋白质的变性 228

CHAPTER 8蛋白质的合成 233

蛋白质的合成过程是有计画的执行 234

蛋白质为基因的产物 234

基因密码的解译 235

tRNA会扭转成三叶形，并摺叠成L型 236

存在於tRNA的修饰硷基 238

某些tRNA能识别超过一个以上的密码子 238

tRNA如何进行充电 240

核糖体：细胞的遗传讯息解码机 242

三种可能的读取框架 245

起始密码子的选择 246

起始复合物在转译前必须先行组合 248

tRNA在多肽链延长过程中在核糖体的三个结合位置 250

释放因子可终止蛋白质合成 251

数个核糖体可以同时读取同一条mRNA上面的遗传讯息 252

细菌的单一mRNA分子即可以编译数种蛋白质 253

细菌内的转录与转译作用是同时进行 254

转译过程中作用延滞的核糖体及状况的解除 255

真核细胞与原核细胞合成蛋白质的差异 256

真核细胞如何开始进行蛋白质合成 258

细胞能在当资源缺乏时暂停蛋白质的合成 258

被输出至细胞外的蛋白质具有一段特殊的讯号序列 261

伴侣素能监控蛋白质摺叠的正确性 262

粒线体与叶绿体内的蛋白质合成 264

转位酶负责将蛋白质运送至粒线体与叶绿体内 265

误译导致蛋白质的合成错误 266

基因密码并非总是通用 266

罕见胺基酸透过转译后修饰机制产生 267

硒胺酸：第21种胺基酸 268

吡咯赖胺酸：第22个胺基酸 269

多数的抗生素的作用是透过抑制蛋白质合成 270

蛋白质的降解 271

CHAPTER 9原核生物转录的调控 277

基因调控确认生理反应 278

转录层次的调控涉及数个步骤 279

原核生物替代的sigma因子辨识不同的基因组 281

原核生物的热休克sigma因子受温度调节 282

杆菌孢子形成时发生的替代sigma因子阶梯 284

抗-sigma因子使sigma不活化：抗-抗-sigma因子释放sigma使它能发挥作用 286

活化子与抑制子参与正向及负向调控 287

基因调控的操作组模型 288

某些蛋白质可以同时做为抑制子及活化子 291

讯号分子的性质 294

活化子与抑制子可以被共价性地修饰 296

二元调节系统 297

磷酸重置系统（Phosphorelay Systems） 299

特异的与全面的调节 300

Crp蛋白质是全面性调控蛋白的一个例子 300

附属因子与拟核结合蛋白质 301

在远处的作用与DNA套环化 303

抗-终止做为一种调控机制 304

CHAPTER 10真核细胞转录的调控 309

真核细胞转录的调控远比原核细胞的调控复杂 310

特定的转录因子可调控能转译成蛋白质的基因 311

中介子复合物可将讯息传递到RNA聚合酶 311

增强子与绝缘子序列将不同功能的DNA区隔开 312

矩阵的连结部位允许DNA形成环状 315

真核细胞具有转录的负向调控 315

异染色质使得真核细胞DNA难以被接近 317

真核细胞的DNA甲基化可调控基因表现 321

基因的静默可由DNA甲基化而引起 323

真核细胞基因的印痕以DNA甲基化为基础 324

X-染色体的不活化发生在雌性××动物 326

CHAPTER 11 RNA层次上的调控 331

RNA层次上的调控 332

蛋白质结合mRNA控制其分解速率 332

某些mRNA分子在转译前必须先切割 333

某些调控蛋白可以导致转译抑制 335

某些调控蛋白可以导致转译活化 337

转译可以受到反义RNA调控 339

核糖体改变进行转译调控 341

RNA干扰（RNAi） 342

RNA干扰的放大及扩散 344

实验中使用小片段干扰RNA （siRNA） 345

植物的后转录基因静默与真菌的基因压制作用 346

微小RNA：一类小型调控RNA 347

前驱物终止作用导致RNA转录的衰减作用 349

核糖开关——RNA可以直接做为调控机制 351

CHAPTER 12核糖核酸（RNA）的修饰 355

核糖核酸（RNA）产生过程需经过数种修饰 356

编码及非编码之RNA 357

核糖体核糖核酸（rRNA）及转运核糖核酸（tRNA）之产生过程 358

真核细胞讯息核糖核酸（mRNA）包含一帽盖及一尾部 359

成帽反应为讯息核糖核酸（mRNA）成熟之第一步骤 360

多重聚腺嘌吟尾（poly（A） tail）会被加在真核细胞讯息核糖核酸（mRNA） 362

内含子会经由剪接过程由RNA中移除 363

不同类型的内含子有不同的剪接机制 367

选择性剪接可产生多种形式的RNA 370

内蛋白子及蛋白质的剪接 373

核糖体核糖核酸（rRNA）硷基的修饰需要导引核糖核酸（guide RNA） 378

RNA的编辑包含了硷基序列的改变 379

RNA需由细胞核转运出 383

讯息核糖核酸（mRNA）的降解 384

无意义序列的存在能中介讯息核糖核酸（mRNA）的衰退 386

CHAPTER 13突变 391

改变DNA序列的突变 392

突变的主要分类 393

硷基替换的突变 394

误义突变的影响可大可小 395

无义突变会使胜肽链提早终止 398

删除突变会造成蛋白质变短或消失 399

插入突变常会干扰原有基因 400

框架位移突变有时会造成不正常蛋白质 401

DNA的重排包含了倒转、移位及重复 402

相位变异是因为可回复的DNA变化所造成的 404

静默突变并不会改变表现型 406

化学致变剂会损害DNA 407

辐射会造成突变 410

自发突变可能是由於DNA聚合酶的错误所造成的 411

突变可能是因为配对错误及重组所造成 412

自发突变可能是互变异构作用的结果 413

自发突变可能是由於遗传的化学不稳定性所造成 415

突变发生在热点的频率更高 418

突变有多常发生？ 418

回复突变是使表现型回复成野生型的遗传基因改变 420

回复突变可因其他基因的补偿性改变而发生 422

转移RNA所造成的解码改变可能会造成抑制 423

致变性化合物可以经由回复突变来侦测 425

突变株分离实验 426

生体外与生体内致突变作用 427

定点突变 429

CHAPTER 14重组与修复 433

重组作用总览 434

同源重组的分子机制 435

单股入侵及chi位 438

位置专一性重组 439

高等生物的重组作用 443

DNA修复总览 444

DNA的错误配对修复系统 445

一般切除修复系统 449

切除特定的硷基来修复DNA 450

特化的DNA修复机制 451

光活化作用切除胸腺嘧啶二元体 453

伴随转录的修复作用 454

重组作用的修复 456

细菌的SOS错误倾向修复 457

真核生物的修复 458

真核生物的双股修复 459

基因转换 461

CHAPTER 15移动DNA 465

细胞中的遗传因子可以被视为是基因生物 466

大部分的移动DNA是由转位因子所组成 466

转位子的必要组成 468

插入序列——最简单的转位子 469

藉由保留转位移动 471

复杂转位子藉由复制转位移动 472

保留转位及复制转位是相关的 475

复合转位子 478

转位可能会重排宿主DNA 479

较高等生物中的转位子 480

反转录因子会制造一个RNA复本 484

哺乳类动物中的重复DNA 486

宿主衍生DNA的反转录插入 487

反子转码产生细菌的反转录酶 487

各类转位因子 489

噬菌体Mu是转位子 491

接合转位子 491

嵌入子帮转位子收集基因 494

垃圾DNA与自私DNA 495

返巢内含子 496

CHAPTER 16质体 501

质体做为一个复制子 502

质体的一般特性 503

质体家族和不相容性 505

质体偶尔是直线状或是RNA的形式 505

质体DNA以两种不同的方法进行复制 507

以反股RNA对复本数的控制 510

质体瘾和寄主杀害作用 511

许多质体帮助它们的寄主细胞 514

抗-抗生素的质体 515

抗生素抗药性的机制 516

乙内醯胺（Beta-lactam）抗生素的抗药性 517

对氯霉素的抗药性 518

对胺基糖苷的抗药性 519

对四环霉素的抗药性 520

对磺胺和三甲氧二胺嘧啶的抗药性 521

质体可能提供侵略的特质 523

大部分大肠杆菌素以两种不同机制中的一种进行杀害作用 524

细菌对自己的大肠杆菌素产生免疫 525

大肠杆菌素的合成和释放 526

毒力质体 527

Ti质体可以从细菌转移到植物 528

酵母菌的2μ质体 531

某些DNA分子的行为像病毒或质体 532

CHAPTER 17病毒 535

病毒是一种具有遗传物质的传染性微生物 536

病毒的生活史 538

细菌病毒即所谓的「噬菌体」 541

潜溶期或潜伏期 543

各种病毒 544

小型的单股DNA细菌病毒 546

复杂的双股DNA细菌病毒 548

高等生物DNA病毒 549

RNA病毒基因体仅携带极少数的基因 550

细菌RNA病毒 552

动物双股RNA病毒 553

单股RNA病毒可合成「聚合蛋白质」 553

单股 RNA病毒的策略 554

植物RNA病毒 555

反转录病毒可灵活使用DNA和RNA 556

反转录病毒基因体 561

次级病毒传染物 561

卫星病毒 561

类病毒是一种具感染力的裸露RNA分子 564

普立子是一种具感染力的蛋白质 566

CHAPTER 18细菌遗传 571

繁殖与基因转移 572

外来DNA进入菌体后的结果 573

转型是由裸露的DNA片段进行转移 575

转型是DNA为遗传物质的证明 576

自然界中的转型 578

病毒的基因转移——转导 579

一般化的转导 580

特化的转导 581

细菌间质体的转移 583

染色体基因转移需要质体的插入 585

格兰氏阳性菌间的基因转移 588

古细菌的遗传 591

全基因体的定序 593

CHAPTER 19低等真核生物之多样性 597

真核生物起源於共生 598

粒线体与叶绿体的基因体 600

一级内共生与二级内共生 600

疟原虫是植物吗？ 603

共生：寄生及互利共生 605

杀手型草履虫的内共生菌 605

布赫纳氏菌是胞器还是细菌？ 607

纤毛虫有两种细胞核 608

锥体虫藉由改变其表面蛋白质来逃脱免疫系统的攻击 611

酵母菌交配型的决定 617

多细胞生物与同位序列基因 622

CHAPTER 20分子演化 627

源起——地球的形成 628

早期的大气 628

奥裴林生命起源假说 629

密勒实验 630

单分子形成聚合物的聚合作用 633

随机性类蛋白的酵素活性 634

生成巨分子的起源 635

Ribozymes和RNA世界 636

第一个细胞 639

代谢起源的自营学说 639

DNA、RNA和蛋白质序列的演化 641

藉由复制作用创造新基因 643

同种同源性和异种同源性序列 645

以改组（shuffling）创造新基因 646

不同的蛋白质以极相异的速度逐步演化 647

以分子时钟来追踪演化 649

核糖体RNA——缓慢发出滴答声的时钟 650

古细菌与真细菌互相抗衡 652

DNA定序和生物的分类 656

粒线体DNA——快速发出滴答声的时钟 657

非洲夏娃假说 658

来自绝种动物的古老DNA 661

侧面演化：平行基因转移 663

评估平行基因转移所遭遇的问题 664

CHAPTER 21核酸：分离、纯化、侦测与杂交 667

DNA的分离 668

DNA的纯化 668

去除不需要的RNA 669

DNA的胶体电泳 670

脉冲式胶体电泳 672

变性梯度胶体电泳 674

DNA的化学合成 675

完整基因的化学合成 680

胜性肽核酸 680

以紫外光测量DNA与RNA浓度 682

核酸的放射线标示 683

放射标示DNA的侦测 685

用萤光侦测DNA与RNA 686

以生物素或洋地黄素进行化学标定 688

电子显微镜 690

DNA与RNA的杂交 692

南方氏、北方氏、西方氏墨点法 695

动物园墨点法 696

萤光原位杂交 696

分子信标 699

CHAPTER 22重组DNA技术 701

绪论 702

核酸酶水解核糖核酸 702

限制与修饰DNA 702

限制内切酶辨识DNA 703

限制酶的命名 704

限制酶切割DNA 705

利用DNA接合酶连接DNA 707

制作限制酶图谱 707

限制酶片段长度多型性 710

选殖载体的特性 711

多重拷贝质体载体 713

将基因插入载体中 714

侦测插入载体的基因 715

在生物体之间移动的基因：穿梭载体 719

γ噬菌体载体 720

黏性载体 721

酵母菌人工染色体 722

细菌人工染色体 725

DNA库：收集某一特定生物的全部基因 725

以杂交反应筛选基因库 727

利用免疫的方法筛选基因库 728

选殖不含内含子的互补DNA 728

染色体游走 730

减去杂交法选殖 733

表现载体 735

CHAPTER23 聚合酶链反应 739

聚合酶链反应的基础 740

PCR循环的过程 743

退化的引子 745

反逆PCR 746

加入人工的限制酶切位 747

以PCR进行TA选殖 748

随机放大多型性 DNA （RAPD） 749

反转录酶PCR 751

差别表现PCR 752

cDNA末端的快速放大（RACE） 753

PCR应用在遗传工程 756

直接突变 756

藉PCR进行基因删除与插入 757

PCR应用在医学的诊断 758

藉PCR行环境的分析 760

藉PCR从灭绝的生命形式挽救DNA 761

即时萤光PCR 761

PCR——蠍引子应用在分子信标的内含物 763

绕圆的放大技术（RCAT） 766

CHAPTER 24基因体学与DNA定序 769

基因体学的介绍 770

DNA定序——一般性的法则 770

DNA定序之链终止方法 771

DNA聚合酶用於DNA定序 776

产生模板DNA用於定序 776

引子沿著DNA股移动 778

自动化定序 779

DNA晶片技术的出现 780

寡核苷酸晶片侦测器 781

焦磷酸定序 783

奈米通道DNA侦测仪 783

大规模序列标定图谱 786

序列标定位点图谱 787

用散弹枪定序组合成小的基因体 789

人类基因体竞赛 791

由大型的选殖连续体组合成基因体 792

由直接散弹枪定序组合成基因体 793

人类基因体调查 794

序列多型性：简单序列长度多型性与单一核苷酸多型性 797

使用外显子套取找出基因 799

生物资讯与电脑分析 801

CHAPTER 25基因表现分析 805

简介 806

监测基因表现 806

监测基因表现的报导基因 807

方便检测的酵素做为报导者 807

可释出光线的冷光酶当作报导系统 811

绿萤光蛋白做为报导者 812

基因接合 813

上游区域的删除分析 816

定位蛋白质键结的上游区域 816

藉由引子延伸方法定位转录起始位置 820

藉由S1核酸分解酶定位转录起始位置 821

转录体分析 822

DNA微阵列分析基因表现 824

基因表现连续分析 827

CHAPTER 26蛋白质体学：整体性的分析蛋白质 833

蛋白质体学简介 834

蛋白质胶体电泳分析 835

二维聚丙烯醯胺蛋白质电泳 836

以西方氏墨点法分析蛋白质 839

以质谱仪技术鉴定蛋白质 839

蛋白质标定系统 843

使用全长蛋白质做为融合标定物 844

可自我切割的内蛋白子标记 847

以噬菌体展现系统筛选 848

蛋白质交互作用：酵母菌二杂交系统 853

以共同免疫沈淀法判定蛋白质交互作用 857

蛋白质矩阵 860

代谢体学 863