上卷 3
第1章 基因表达的基本概念 3
1.1引言 3
1.2细胞内的转录与翻译 3
1.2.1概述 3
1.2.2转录 4
1.2.3翻译 6
1.2.4小结 7
1.3转录调控 8
1.3.1概述 8
1.3.2 mRNA表达谱——转录组（transcriptome） 9
1.3.3蛋白质表达谱——蛋白质组（proteome） 11
1.3.4基因和蛋白质的相互作用——互作组（interactome） 11
1.3.5转录装置与核心启动子 13
1.3.6调节启动子 16
1.3.7增强子 16
1.3.8基因座控制区 17
1.3.9基质附着区 18
1.3.10隔绝子 18
1.3.11 RIDGE——增强的基因表达区 19
1.3.12增强子体 19
1.3.13染色质 20
1.3.14沉默子元件 20
1.3.15转录因子、阻遏因子和辅助阻遏因子 20
1.3.16表观遗传学 22
1.3.17概括和总结 23
1.4转录后调控 23
1.4.1概述 23
1.4.2 RNA稳定性和降解的调控 23
1.4.3转录延伸的调控 25
1.4.4前体mRNA的差别／可变剪接 28
1.4.5反式RNA剪接 28
1.4.6 mRNA转运的调控 29
1.4.7定向的细胞内mRNA定位 29
1.4.8 mRNA聚腺苷酸化的调控 32
1.4.9反义RNA 34
1.4.10 RNA编辑 34
1.4.11小结 36
1.5蛋白质的翻译后修饰 37
1.5.1概述 37
1.5.2蛋白质的酶促剪切 38
1.5.3乙酰化 38
1.5.4（聚）异戊二烯基化 38
1.5.5甲基化 39
1.5.6硫酸化 39
1.5.7磷酸化 39
1.5.8泛素化 39
1.5.9糖基化 40
1.5.10小结 41
1.6 mRNA与蛋白质表达的相关性 41
1.6.1概述 41
1.6.2 mRNA水平和蛋白质的表达：相关性和差异性 42
1.6.3小结 44
1.7持家基因及内部和外部的标准 45
1.7.1什么是持家基因 45
1.7.2重要持家基因概述 46
1.7.3其他常用的持家基因 47
1.7.4新确定的维持基因 47
1.7.5定量方法 49
1.7.6小结 50
1.8不同基因表达技术的分类 50
1.8.1概述 50
1.8.2从单个基因到转录组 51
1.8.3分类的方法 51
1.8.4小结 53
1.9总结 53
1.10参考文献 54
第2章 样品制备与辅助工具 71
2.1引言 71
2.2细胞和组织的制备 72
2.2.1免疫法纯化细胞 72
2.2.2差速离心／反向洗脱 74
2.2.3表面亲和层析 75
2.2.4密度梯度离心 76
2.2.5流式细胞术 77
2.2.6组织微分离技术 85
2.2.7各种细胞的分离和培养技术 91
2.3核酸和蛋白质的制备 91
2.3.1概述 91
2.3.2总RNA和mRNA的分离 92
2.3.3分离前RNA的稳定性 96
2.3.4从培养的细胞和组织中制备蛋白质样品 98
2.4总结 102
2.5参考文献 102
第3章 mRNA表达的分析方法 113
3.1引言 113
3.2基于杂交原理的方法 113
3.2.1分支DNA分析 113
3.2.2 Northern印迹及相关技术 115
3.2.3核连缀转录分析 120
3.2.4消减杂交 123
3.2.5荧光微珠上的多重DNA和RNA分析 172
3.2.6核糖核酸酶保护实验 176
3.2.7虚拟Northern印迹 179
3.3基于PCR原理的方法 184
3.3.1双链cDNA末端限制片段扩增 184
3.3.2带有接头的竞争PCR 192
3.3.3基于cDNA的扩增片段长度多态性指纹图谱 197
3.3.4竞争性RT-PCR 204
3.3.5基因表达指纹图谱 208
3.3.6基于索引的差异显示 212
3.3.7 cDNA 3′端分子索引 215
3.3.8彩色模块组合式引物的多元PCR 220
3.3.9有序差异显示 224
3.3.10编码序列的优先扩增 228
3.3.11 RNA随机引物PCR指纹分析 232
3.3.12实时逆转录聚合酶链式反应 236
3.3.13限制性显示聚合酶链式反应 245
3.3.14序列非依赖性引物RT-PCR 249
3.3.15靶向显示 253
3.4基于其他原理的基因表达分析方法 255
3.4.1限制性标志cDNA扫描 255
3.4.2 RNA图谱法 260
3.5总结 263
3.6参考文献 263
下卷 287
第4章 mRNA表达的高通量分析方法 287
4.1引言 287
4.2基于杂交的技术 287
4.2.1 DNA微阵列 287
4.2.2寡核苷酸指纹图谱 324
4.2.3 Quantikine？mRNA分析 329
4.3基于PCR的技术 334
4.3.1基因表达扩增差异 334
4.3.2数字表达模式展示技术 338
4.3.3自动荧光mRNA差异显示 345
4.3.4 Gene Calling 351
4.3.5介导式扩增片段长度多态性分析 354
4.3.6基因表达快速分析 357
4.3.7差异序列限制酶分析 362
4.3.8全基因表达分析 370
4.4基于测序的技术 376
4.4.1大规模平行信号测序 376
4.4.2基因表达系列分析 385
4.4.3微量SAGE 389
4.4.4 miniSAGE 396
4.4.5开放阅读框表达序列标签 397
4.4.6 PCR-SAGE与SAGE-Lite 401
4.4.7 SADE——SAGE adaption for downsized extracts 404
4.4.8表达序列标签的串联排列 407
4.5总结 412
4.6参考文献 412
第5章 蛋白质表达分析 439
5.1引言 439
5.2样品的分离 440
5.2.1概述 440
5.2.2常规的平板电泳 440
5.2.3高效液相层析 444
5.2.4毛细管电泳与毛细管电层析 446
5.2.5多相分离 446
5.2.6新方法 447
5.2.7小结 448
5.3利用质谱技术检测与鉴别蛋白质 449
5.3.1概述 449
5.3.2质谱的工作原理 449
5.3.3蛋白质组质谱 454
5.3.4实例：未知蛋白质的分离与鉴定 458
5.3.5通过质谱能否进行定量分析 459
5.3.6蛋白质修饰分析 460
5.3.7蛋白质三级结构分析 461
5.3.8完整蛋白及非共价连接的蛋白复合体 461
5.3.9亲和质谱 463
5.3.10总结和展望 463
5.4蛋白质微阵列 463
5.4.1概述 463
5.4.2原理与基础，结果及应用 464
5.4.3讨论 470
5.5利用免疫测定方法进行蛋白质表达分析 470
5.5.1概述 470
5.5.2免疫测定试剂 471
5.5.3免疫分析实验的设计 472
5.5.4标记种类 474
5.5.5干扰 479
5.5.6总结 481
5.6流式细胞术与蛋白质表达分析 481
5.6.1概述 481
5.6.2基本原理 482
5.6.3结果 483
5.6.4讨论 486
5.7总结 486
5.8参考文献 487
第6章 原位和体内的mRNA及蛋白质表达分析方法 495
6.1引言 495
6.2原位杂交、免疫细胞化学和免疫组织化学 495
6.2.1概述 495
6.2.2原位杂交（ISH） 496
6.2.3免疫细胞化学和免疫组织化学 501
6.2.4先进技术 502
6.2.5在药物效用和毒性研究上的应用 503
6.3活细胞中RNA的观测 504
6.3.1概述 504
6.3.2荧光体内杂交 504
6.3.3在体内观测RNA的其他方法 508
6.4 MRI——磁共振成像 510
6.4.1概述 510
6.4.2运用电磁开关进行mRNA成像 510
6.4.3采用靶点探针的蛋白质成像 512
6.4.4高通量成像 512
6.4.5磁共振敏感性标记基因 512
6.5 MRS——磁共振光谱 515
6.5.1概述 515
6.5.2原理和基础 516
6.5.3 mRNA的体内光谱和蛋白表达 517
6.5.4讨论 519
6.6 PET——正电子发射X线断层摄影术 520
6.6.1概述 520
6.6.2从临床PET到小型实验动物的定量X线断层摄影术 522
6.6.3以PET进行分子成像和基因表达成像的实例 522
6.6.4肿瘤学中的定量成像 522
6.6.5转基因和内源基因表达的定量成像 523
6.6.6讨论和总结 525
6.7 SPECT——单光子发射计算机X线断层摄影术 525
6.7.1概述 525
6.7.2原理和基本要素 526
6.7.3基因表达的直接成像 528
6.7.4表达蛋白介导的间接成像 528
6.7.5总结 529
6.8体内光学成像 529
6.8.1概述 529
6.8.2荧光蛋白 531
6.8.3生物发光 531
6.8.4 NIRF——近红外荧光成像 531
6.8.5酶敏感、可激发的NIRF探针 532
6.9总结 533
6.10参考文献 534
第7章 计算方法和生物信息学工具 542
7.1引言 542
7.2表达序列标签比较分析 542
7.2.1概述 542
7.2.2 EST内容分析之前的处理 543
7.2.3 EST中的基因和基因注释信息 544
7.2.4比较基因组学中的EST 545
7.2.5利用EST聚类的计算机扣除 546
7.2.6 EST数据的保存和cDNA克隆发布中心 547
7.3数据管理和数据挖掘 548
7.3.1概述 548
7.3.2建立可测试方式 550
7.3.3数据挖掘的策略 552
7.3.4小结 554
7.4不同来源的高通量基因表达数据的整合 554
7.4.1概述 554
7.4.2走向数据整合 554
7.4.3实现数据整合的起始步骤 555
7.4.4结论 555
7.5基因表达数据的聚类分析 555
7.5.1概述 555
7.5.2基因表达聚类的信息内容 556
7.5.3相似阵列和基因表达阵列 557
7.5.4聚类算法 557
7.5.5基因表达簇的评估 560
7.5.6结论 561
7.6真核生物基因组启动子的搜寻 561
7.6.1概述 561
7.6.2真核生物的转录调控 561
7.6.3有关转录调控的数据库 562
7.6.4用芯片研究基因表达调控 563
7.6.5结论 569
7.7 GeneEMAC——基因表达的三维造影 569
7.7.1概述 569
7.7.2 GeneEMAC概念的原理和基础 571
7.7.3样品准备 571
7.7.4显微镜方法和数码图像处理 572
7.7.5模型造影 572
7.7.6实例 573
7.7.7讨论 574
7.8基于RNA的基因表达数据库和分析工具 574
7.8.1概述 574
7.8.2 ASDB——可变剪接数据库 577
7.8.3 AsMamDB——哺乳动物可变剪接数据库 578
7.8.4 BodyMap——人类和小鼠的解剖基因表达数据库 578
7.8.5人类器官和细胞类型的CYTOMER基因表达数据库 578
7.8.6基因表达的三维可视数据库 580
7.8.7 dbEST——表达序列标签数据库 581
7.8.8 DDD——数字差异显示 581
7.8.9人类基因组和转录本的基因表达IMAGE资料库 582
7.8.10 GencartaTM数据库 583
7.8.11 GEO——基因表达综合数据库 584
7.8.12 GXD——小鼠基因表达数据库 584
7.8.13 ISG数据库——干扰素刺激的基因数据库 585
7.8.14 肾脏发育数据库 586
7.8.15 MAGEST——Maboya基因表达模式和序列标签数据库 586
7.8.16 MethDB——DNA甲基化数据库 587
7.8.17 EMAGE——爱丁堡小鼠图谱基因表达数据库 588
7.8.18 RAD——RNA丰度数据库 589
7.8.19 Rochester肌肉数据库 589
7.8.20 SAGEmap——基因表达系列分析标签到基因图谱数据库 590
7.8.21 SGD——酵母基因组数据库及其表达网络 591
7.8.22 SMD——斯坦福微阵列数据库 591
7.8.23 TRIPLES——酵母转座子插入表型、定位和表达数据库 592
7.8.24 UTRdb和UTRsite——真核生物mRNAs 5′和3′非翻译区序列和功能元件的特化数据库 593
7.8.25 yMGV——酵母微阵列总体浏览器 594
7.9蛋白质基因表达数据库及其分析工具 595
7.9.1蛋白质基因表达数据库简介 595
7.9.2蛋白组分析数据库 596
7.9.3 SWISS-2DPAGE——双向聚丙烯酰胺凝胶电泳数据库 597
7.10因特网上更多的基因表达数据库 598
7.11总结 605
7.12参考文献 605
索引 636