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第一章 绪论 1

第一节 历史回顾 1

一、孟德尔遗传定律 1

二、遗传的染色体理论 2

第二节 分子生物学的遗传学背景 3

一、DNA的发现 3

二、基因的组成 5

三、基因与蛋白质之间的关系 5

第三节 分子生物学的诞生、发展及展望 6

一、分子生物学的定义 6

二、分子生物学的发展简述 6

三、分子生物学的主要内容 8

四、展望 9

本章小结 9

思考及练习题 9

启迪、思考、探索、进展 9

第二章 生物大分子的基本结构和性质 11

第一节 生物大分子概述 11

一、生物大分子的化学结构 11

二、决定蛋白质和核酸三维结构的非共价相互作用 12

三、研究生物大分子的基本方法 13

四、生物大分子的分子量测定 14

第二节 DNA的结构和性质 14

一、DNA的基本结构 14

二、DNA的基本性质 19

第三节 RNA 22

一、成熟RNA 22

二、前体RNA 23

三、病毒RNA 23

四、RNA的结构 24

五、核酸的结构分析 24

第四节 蛋白质 27

一、蛋白质的结合位点和多亚基蛋白质 27

二、蛋白质活性的调节 29

三、蛋白质重要的结构域 33

四、生物大分子相互作用和复杂聚集物的结构 35

本章小结 40

思考及练习题 41

第三章 遗传物质的维持及维护 42

第一节 复制 42

一、概述 42

二、DNA复制的相关蛋白质 48

三、原核生物DNA复制的过程 53

四、真核生物DNA复制的过程 55

五、DNA复制的调控 56

六、逆转录 58

七、可转移的遗传因子（质粒、转座因子）的复制 58

第二节 DNA损伤修复和基因突变 61

一、避免差错的DNA损伤修复和基因突变 62

二、倾向差错的DNA损伤修复和基因突变 65

三、基因突变 67

第三节 遗传重组 70

一、同源重组的机制及重组模型 71

二、转化中的重组 74

三、同源双链DNA分子之间的交换 76

四、同源重组的酶和蛋白质 79

本章小结 82

思考及练习题 82

第四章 遗传信息的传递过程（1）——转录 83

第一节 RNA的酶促合成 84

一、RNA合成的基本特征 84

二、大肠杆菌RNA聚合酶 84

三、RNA聚合酶在DNA上的识别与结合位点 85

四、转录的起始 87

五、RNA链的延伸 88

六、RNA链的终止和新合成RNA的释放 89

第二节 RNA分子的种类及转录后加工 91

一、mRNA 91

二、tRNA和rRNA 91

第三节 真核生物的转录和RNA加工 93

一、真核生物RNA聚合酶 93

二、真核生物的转录 94

三、真核生物mRNA的加工 104

四、选择性剪接 115

五、顺式剪接与反式剪接 115

六、RNA编辑 117

本章小结 118

启迪、思考、探索、进展 119

思考及练习题 121

第五章 遗传信息的传递过程（2）——翻译 122

第一节 遗传密码的破译 122

一、Crick的探索 122

二、Nirenber9的实验 123

三、Khorana的实验 124

第二节 遗传密码的主要特征 126

一、密码的连续性 126

二、密码的简并性 126

三、密码的摆动性 127

四、密码的通用性和特殊性 127

第三节 蛋白质的翻译 127

一、与蛋白质生物合成有关的生物大分子 128

二、蛋白质生物合成的机制 134

三、蛋白质的翻译后加工、修饰及定位 138

本章小结 140

启迪、思考、探索、进展 142

思考及练习题 143

第六章 原核基因表达调控 144

第一节 乳糖系统和操纵子模型 145

一、酶的诱导 145

二、结构基因和调节基因的突变 147

三、调节基因 147

四、Jacob-Monod的负控制模型 148

五、正控制系统 149

第二节 半乳糖操纵子 150

一、cAMP-CAP对两个半乳糖启动子的不同作用 151

二、双启动子的生理功能 152

三、双操纵区 152

第三节 色氨酸操纵子 153

一、色氨酸操纵子的阻遏-操纵系统 153

二、弱化子和前导区 153

三、mRNA的前导区全序列分析 154

四、弱化的机制 155

第四节 λ噬菌体基因表达的调节 155

一、λ噬菌体简介 156

二、λ噬菌体基因组 156

三、λ噬菌体感染宿主后的转录次序 157

四、λ噬菌体的调控区 158

五、λ噬菌体的操纵区和启动子结构 158

六、CI蛋白和Cro蛋白 158

第五节 DNA重排对基因表达的调节 161

第六节 σ因子对基因表达的调控 162

第七节 转录后的调控 162

一、翻译水平上的调控 163

二、翻译后调控 165

本章小结 166

思考及练习题 167

第七章 真核基因组及其基因表达调控 169

第一节 真核生物基因组 170

一、重复序列 171

二、多基因家族与假基因 174

三、逆转录病毒和癌基因 174

四、真核细胞中的转座因子 175

五、真核细胞中的线粒体基因组和叶绿体基因组 177

第二节 真核基因 177

一、rRNA基因 178

二、tRNA基因 178

三、编码蛋白质的基因 178

第三节 真核基因表达的调控 179

一、真核基因表达调控的特点 179

二、真核生物基因表达调控的种类 179

三、DNA和染色体水平上的调控 180

四、真核基因转录水平上的调控 184

五、真核基因一般转录调控模型 187

六、真核基因转录后的控制 188

七、真核基因翻译水平的调控 190

八、真核基因翻译后水平的调控 191

九、真核基因表达中小分子RNA的调控 193

本章小结 194

启迪、思考、探索、进展 195

思考及练习题 196

第八章 细胞信号调控 197

第一节 细胞信号的一般概念 197

一、信号分子和信号受体 198

二、三类已知的细胞表面受体 198

三、细胞对信号的反应过程 199

第二节 通过G蛋白偶联受体进行的信号调控 199

一、G蛋白偶联受体的结构——七次跨膜 199

二、三聚体G蛋白 199

三、G蛋白偶联受体作用的两条主要途径 200

第三节 通过酶联细胞表面受体进行的信号调控 202

一、受体酪氨酸激酶是大多数生长因子的受体 203

二、形成二聚体是酶关联受体被信号激活的普遍机制 203

三、受体酪氨酸激酶上的磷酸化的酪氨酸残基被具有SH2结构的蛋白质识别和结合 203

四、受体酪氨酸激酶介导的RTK-Ras信号通路 204

第四节 通过细胞内受体进行的信号调控 205

一、维生素D和甾类激素等直接和基因转录的调控蛋白结合 205

二、NO和CO能直接与细胞内的酶结合 205

第五节 细胞对信号的反应 206

一、细胞信号逻辑：信号网络 206

二、细胞对信号的适应性 206

本章小结 207

启迪、思考、探索、进展 207

思考及练习题 207

第九章 癌分子生物学 209

第一节 癌发生的分子基础 209

第二节 癌的发生和发展 209

一、肿瘤启动因子和促进因子 210

二、肿瘤发生的阶段 210

第三节 癌基因 210

一、癌基因的分类 211

二、病毒癌基因 211

三、细胞癌基因 212

第四节 细胞癌基因的激活 213

一、点突变和基因扩增 213

二、染色体易位或基因重排 214

三、病毒基因启动子或增强子的插入和转位 214

第五节 抑癌基因 215

一、抑癌基因的确定 216

二、抑癌基因的种类 216

本章小结 217

启迪、思考、探索、进展 217

思考及练习题 218

第十章 分子生物学的研究方法 219

第一节 生物大分子的分离 219

一、凝胶电泳 219

二、双向凝胶电泳 220

三、离子交换色谱 221

四、凝胶过滤色谱 221

第二节 标记示踪剂 222

一、放射自显影 222

二、磷光成像 223

三、液体闪烁计数 223

四、非放射性示踪 224

第三节 核酸杂交 224

一、DNA印迹杂交 224

二、DNA指纹和DNA分型 225

三、RNA印迹杂交 225

四、原位杂交 226

五、定点突变 226

第四节 转录子的作图和定量分析 227

一、S1作图 227

二、引物延伸 228

三、Run-off转录和G-less cassette转录 229

第五节 体内测定转录速率 230

一、细胞核持续转录技术 230

二、报告基因转录 231

第六节 DNA与蛋白质的相互作用 232

一、滤膜结合法 232

二、凝胶迁移率变化实验 232

三、酵母双杂交系统 233

四、DNaseⅠ足迹试验与硫酸二甲酯足迹试验 233

五、免疫共沉淀 235

第七节 基因敲除技术 235

第八节 基因工程 237

一、载体和工具酶 238

二、目的基因的制备 245

三、目的基因与载体的体外重组 247

四、重组DNA导入细胞技术 248

五、重组子的筛选与鉴定 249

六、克隆基因的表达 251

七、基因工程应用 252

本章小结 257

思考及练习题 257

第十一章 基因组学 259

第一节 基因组的测序 259

一、人类基因组计划 259

二、运用在大规模基因组计划的克隆载体 262

三、克隆-克隆战略 265

四、鸟枪法测序 267

第二节 基因组学的应用 268

一、功能基因组学研究技术 268

二、功能基因组学的应用 269

三、生物信息学 272

四、蛋白质组学 275

本章小结 276

思考及练习题 277

索引 278

参考文献 282