第一章 基因与基因组 1
第一节 核酸的结构 1
一、核酸的化学结构 1
二、DNA的结构 4
三、RNA的结构 5
四、核酸的合成 5
五、DNA超螺旋结构 6
第二节 基因的结构特征 6
一、基因概念的发展 6
二、基因的结构特征 9
第三节 染色体与细胞周期 11
一、染色质化学组成 11
二、染色质结构模型 11
三、染色体形态结构及数目 12
四、细胞周期 13
五、有丝分裂 14
六、减数分裂 15
第四节 遗传信息的传递 17
一、复制 18
二、转录 27
三、翻译 31
第五节 基因表达调控原理 42
一、启动子调控模型 42
二、操纵子调控模型 45
三、感受应答调控模型 48
四、RNA结构调控模型 48
五、RNA剪切编辑调控模型 49
第六节 基因组 49
一、基因组的概念 49
二、病毒与噬菌体基因组 50
三、细菌基因组 50
四、真核生物基因组 51
第二章 基因操作的单元过程 52
第一节 基因操作的基本概念 52
第二节 基因操作的基本过程 53
一、目的DNA的克隆策略 54
二、载体及其改造 61
三、体外DNA重组 63
四、重组DNA的转化 65
五、重组体的筛选鉴定与克隆扩增 66
第三章 核酸提取技术 70
第一节 基本原理 70
一、细胞的破碎 70
二、酶处理 71
三、酚-氯仿处理 71
四、乙醇沉淀 72
五、梯度离心 72
六、碱变性 73
第二节 基因组DNA的提取 73
一、概述 73
二、从植物组织提取基因组DNA 74
三、从动物组织及血液中提取基因组DNA 75
四、线粒体DNA的提取 77
五、细菌基因组DNA的制备 78
六、病毒DNA的提取 79
七、质粒DNA的纯化 80
八、注意事项 80
第三节 RNA的提取 81
一、概述 81
二、动、植物组织mRNA的提取 82
三、动、植物病毒RNA的提取 83
四、注意事项 84
第四节 核酸定量与保存 85
一、核酸的检测 85
二、核酸的保存 88
第四章 基因扩增技术 90
第一节 基本原理 90
第二节 反应体系 92
一、聚合酶链式反应编程 92
二、聚合酶链式反应的体系 92
三、影响聚合酶链式反应的因素 92
第三节 引物设计 95
一、引物设计的一般原则 95
二、限制性内切酶保护碱基 97
三、引物设计软件 98
第四节 常用技术类型 107
一、反转录PCR 107
二、定量PCR 109
三、快速扩增末端技术 111
四、单链构象多态性PCR 113
五、其他 114
第五节 PCR技术应用 118
一、遗传病诊断 118
二、性别鉴定 119
三、转基因检测 119
四、疾病诊断 120
第五章 电泳技术 121
第一节 基本原理 121
一、电泳技术发展简史 121
二、电泳基本原理 122
三、影响电泳分离的主要因素 123
四、电泳的分类 123
第二节 琼脂糖电泳 124
一、琼脂糖电泳概述 124
二、琼脂糖凝胶电泳操作步骤 125
三、影响电泳迁移率的因素 126
四、注意事项 126
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳 127
一、聚丙烯酰胺凝胶电泳概述 127
二、操作过程 128
三、注意事项 129
第四节 其他电泳技术 131
一、醋酸纤维素薄膜电泳 131
二、等电聚焦电泳 133
三、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 136
四、IEF/SDS-PAGE双向电泳 140
五、毛细管电泳 144
第六章 基因重组技术 148
第一节 重组DNA分子的构建 148
一、重组DNA的概念 148
二、黏性末端DNA分子间连接 150
三、平末端DNA分子间连接 151
四、同聚物加尾法 152
五、人工接头连接法 154
六、其他连接方式 157
第二节 基因转移 158
一、重组DNA向细菌细胞转入 158
二、外源目的基因向真核细胞转入 165
第三节 重组子筛选与鉴定 168
一、遗传学检测法 168
二、核酸分子杂交检测法 169
三、物理检测法 170
四、免疫学检测法 172
五、核酸序列分析 175
第七章 常用载体 176
第一节 质粒载体 177
一、质粒载体的生物学特性 177
二、插入失活 181
三、转化 181
四、常见的质粒载体类型 183
第二节 基于λ噬菌体的载体 189
一、λ噬菌体的生物学 189
二、λ噬菌体载体 193
第三节 柯斯质粒 197
一、柯斯质粒的特点 197
二、超级载体：YACs与BACs 198
第四节 M13载体 198
一、丝状大肠杆菌噬菌体的生物学 199
二、M13噬菌体的基因组结构 200
三、M13噬菌体的主要用途 200
第五节 表达载体 201
一、表达载体的类型 201
二、表达载体构建的一般原则 204
第六节 真核细胞中的克隆与表达载体 206
一、酵母 206
二、哺乳动物细胞 208
三、总结 209
第八章 常用工具酶 210
第一节 限制性核酸内切酶 211
一、限制性核酸内切酶的发现 211
二、限制性核酸内切酶的类型 213
三、限制性核酸内切酶的命名 214
四、限制性核酸内切酶的性质 215
五、限制性核酸内切酶的反应条件 221
六、限制性核酸内切酶的影响因素 223
七、双酶切 230
第二节 DNA连接酶 231
一、连接酶的概念 231
二、DNA连接酶的类型 232
三、DNA连接酶的反应体系 233
四、影响连接酶的因素 235
第三节 DNA聚合酶 235
一、大肠杆菌聚合酶Ⅰ 236
二、Klenow片段 239
三、T4噬菌体DNA聚合酶 240
四、T7噬菌体DNA聚合酶 242
五、Taq DNA聚合酶 243
六、逆转录酶 246
第四节 核酸酶 248
一、核糖核酸酶 248
二、脱氧核糖核酸酶 249
三、S1核酸酶 249
四、核酸外切酶 251
第五节 其他酶 254
一、碱性磷酸酶 254
二、T4噬菌体多核苷酸激酶 256
三、末端转移酶 257
第九章 基因操作相关技术 259
第一节 测序技术 259
一、DNA序列测定的原理 259
二、DNA序列测定的策略 263
三、DNA序列测定存在的问题 266
第二节 分子标记技术 267
一、基本概念 267
二、限制性酶切片段长度多态性 268
三、随机引物扩增片段长度多态性 270
四、扩增片段长度多态性 271
五、微卫星 275
六、补充技术 277
第三节 生物信息技术 280
一、生物信息学概念 280
二、生物信息数据库 281
三、数据的查询与提交 283
四、序列比对与数据库搜索 288
五、核酸结构预测策略 290
第十章 基因操作技术应用 294
第一节 质粒的提取与酶切电泳鉴定 294
实验一 质粒的小量制备 294
实验二 质粒DNA的酶切 299
第二节 目的基因克隆与重组载体构建 301
实验三 PCR扩增目的基因 301
实验四 琼脂糖凝胶中回收DNA片段 305
实验五 DNA片段连接 307
第三节 感受态细胞制备和转化子筛选鉴定 309
实验六 感受态细胞的制备 310
实验七 重组质粒转化 312
实验八 转化克隆的筛选与鉴定 314
第四节 目的基因在原核细胞中表达与SDS-PAGE鉴定 318
实验九 外源基因的诱导与表达 319
实验十 SDS-PAGE检测表达蛋白 320
参考文献 325