第一章 绪论 1
第一节 分子遗传学与分子生物学的发展 3
第二节 分子遗传学、分子生物学与其他生命科学学科的关系 5
第三节 基因工程概论 6
第二章 目的基因 9
第一节 基因大小的表示法 11
一、分子质量 11
二、碱基对数目 11
三、质量单位 11
四、摩尔单位 11
六、不同物种基因组的大小 12
五、光密度单位 12
第二节 目的基因的获得 14
一、cDNA法 14
二、人工合成法和DNA合成仪 17
三、聚合酶链式反应法 19
四、从基因文库中获得 19
第三节 基因文库 19
一、基因文库载体和必需克隆数 20
二、G-DNA基因文库 21
第四节 人类基因组的研究 22
一、人类基因组计划提出的背景 22
二、人类基因组定位的意义和内容 23
三、人类基因组定位的技术困难和克服办法 24
四、需要解决的或可能促进发展的理论问题 25
第三章 基因工程中的基因表达问题 27
第一节 表达体系的分类 29
第二节 基因表达调控 32
一、启动子与转录调控 32
二、转录终止与表达调控 34
三、翻译调控 36
第三节 常规质粒载体 37
一、质粒pBR322 37
二、pKO质粒系列 38
三、pUC质粒系列 39
第四节 λ噬菌体载体 40
一、λ噬菌体的生活周期及其调控 41
二、λ噬菌体及其元件的应用 43
第五节 高效表达质粒 46
第六节 酵母质粒和大容量载体 48
第七节 哺乳动物细胞表达体系 50
第四章 基因工程技术常用的工具酶 53
第一节 限制性核酸内切酶 55
一、限制酶概念提出的背景 55
二、限制酶的分类 55
三、限制酶的命名原则 56
四、Ⅰ类限制酶的性质 56
五、限制酶的活性单位和质量评估 59
六、影响限制酶活性的因素 60
第二节 甲基化酶 64
一、甲基化可产生新的特异性酶切点 64
二、某些限制酶的表面切割特性的改变 64
三、克隆宿主菌的选择 64
第三节 与DNA合成相关的酶类 65
一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ 65
二、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段 66
三、T4噬菌体DNA聚合酶 67
四、T7噬菌体DNA聚合酶及其修饰产物 69
五、逆转录酶 69
七、末端脱氧核苷酸转移酶 70
六、TaqDNA聚合酶 70
八、T4噬菌体连接酶 71
九、大肠杆菌DNA连接酶 72
十、T4噬菌体多核苷酸激酶 72
第四节 分子克隆中常用的其他酶 72
一、BAL31核酸酶 72
二、S1核酸酶 73
三、绿豆核酸酶 73
四、脱氧核糖核酸酶Ⅰ 73
五、外切核酸酶Ⅲ 73
六、核糖核酸酶A 74
第五章 定点突变技术 75
第一节 M13噬菌体 77
第二节 M13作载体的基因工程技术和碱基序列测定 79
一、M132作载体的基因工程 79
二、DNA碱基序列的M13-ddNTP测定法 80
第三节 定点突变技术 80
一、定点突变技术的原理 80
二、定点突变技术的操作程序 82
第四节 定点突变技术的发展 83
一、含尿嘧啶模板法 83
二、模板链切除法 84
三、不需M13载体的定点突变技术 86
第五节 定点突变技术的应用 87
四、PCR-定点突变技术 87
第六章 聚合酶链反应 91
第一节 聚合酶链反应技术的原理 93
第二节 聚合酶链反应技术扩增的基本方法 93
第三节 聚合酶链反应技术的最适条件 94
一、模板 94
二、引物 94
三、DNA聚合酶 95
四、dNTP 97
五、Mg2+浓度 97
二、有非特异产物的形成或产物在电泳凝胶中呈涂布状 98
一、没有产物的形成 98
五、PCR的热循环计划 98
第四节 聚合酶反应技术常见问题及处理措施 98
六、PCR系统中的其他成分 98
三、引物二聚体的形成 99
四、假阳性结果的预防 99
第五节 聚合酶链反应技术的发展 99
一、不对称PCR 99
二、反向PCR 99
三、多重PCR 100
六、锚式PCR 101
五、荧光PCR 101
四、差别PCR 101
七、重组PCR 102
八、扩增长片段PCR 104
九、PCR固相分析法 105
十、免疫PCR--抗原检测系统 108
第六节 反转录聚合酶链反应 110
一、反转录PCR的主要试剂 110
二、反转录反应 110
三、PCR扩增 110
第七节 原位聚合酶链反应 111
一、原位PCR的基本原理 111
四、扩增产物的分析 111
五、反应条件的选择 111
二、原位PCR的基本步骤 112
第七章 核酸序列分析 115
第一节 DNA序列测定的机制和策略 117
一、Sanger双脱氧链终止法 117
二、M G化学降解法 118
三、测序的策略 121
第二节 DNA序列测定的基本方法 124
一、单链测序 124
二、双链测序 126
三、自动测序 127
二、原理和方法 129
第三节 RNA序列的分析 129
一、简介 129
第四节 核酸序列测定的进展和计算机分析 130
一、杂交测序和套式链杂交测序 130
二、计算机分析 134
第八章 器官移植与组织配型 137
第一节 概述 139
一、组织器官移植的概念 139
二、组织器官移植的简史和前景 139
二、移植用的组织器官来源 140
四、影响器官移植成功的主要因素 140
一、简史 141
二、HLA抗原的分类 141
第二节 HLA系统简介 141
三、HLA系统的基因结构 144
第三节 HLA分型的基本方法 147
一、血清学方法 147
二、细胞学方法 148
三、基因分型方法 148
第九章 核酸探针及其应用 157
二、DNA探针 159
一、RNA探针 159
第二节 核酸探针的分类及获得 159
二、工作原理 159
一、定义 159
第一节 概述 159
第三节 核酸探针标记 160
一、放射性标记 160
二、非放射性标记 162
三、标记探针的纯化 164
第四节 探针与靶核酸的杂交 164
一、杂交分类 164
二、杂交方法 164
三、杂交的主要影响因素 166
一、放射性标记探针的显示方法 167
二、非放射性标记探针的显示方法 167
第五节 杂交信号显示 167
第六节 核酸探针的应用 169
一、检测人及生物体基因组中特异性序列 169
二、筛选的基因、检测基因表达水平 169
第十章 DNA多态性及其分析技术 171
第一节 多态性概述 173
一、多态性的定义 173
二、遗传多态性的标准 173
三、遗传多态性的广泛性 173
第二节 遗传多态性的分类 174
一、遗传表型的多态性 174
二、DNA的多态性 175
第三节 DNA多态性分析技术 178
一、RFLP技术 179
二、PCR法 182
第四节 DNA多态性分析技术的应用 184
第十一章 可移动基因 187
第一节 概述 189
一、可移动基因的概念 189
二、转座子研究简史 189
三、转座子存在的广泛性 189
第二节 转座子的分类及其结构特征 190
一、概述 190
二、转座子的分类及其结构特征 190
一、转座方式 193
第三节 转座方式和机制 193
二、转座机制 194
第四节 转座对生物体的影响 196
一、致死性转座 196
二、改变生物的表型 196
三、促进生物进化 197
第五节 转座子在分子生物学和医学上的应用 197
一、基因标签法 197
二、基因转移载体 197
三、在人类基因组研究方面的意义 198
第十二章 肿瘤相关基因 203
一、病毒癌基因 205
第一节 癌基因 205
二、细胞癌基因 206
第二节 抑癌基因 211
一、抑癌基因的概念 211
二、抑癌基因的分类 212
三、常见抑癌基因及其主要的生化功能 212
四、抑癌基因导入后对肿瘤细胞的影响 214
第三节 恶性肿瘤发生学说 214
第四节 肿瘤转移的分子生物学基础及相关基因简介 215
一、肿瘤转移的分子生物学基础 216
二、肿瘤转移相关基因及转移抑制基因 217
第十三章 基因诊断 219
二、基因诊断的概念和应用领域 221
第一节 概述 221
一、疾病的基本分类 221
第二节 遗传病的基因诊断 222
一、单基因遗传病的基因诊断 222
二、致病基因未明遗传病的基因诊断 228
第三节 遗传易感性疾病的基因分析 229
一、RFLP连锁分析法 230
二、等位基因连锁分析法 230
三、HLA系统连锁分析法 230
四、全基因组分析法 230
五、随机引物扩增产物连锁分析法 230
一、病毒的基因诊断 231
第四节 病原体的基因诊断 231
二、致病细菌的基因诊断 232
三、弓形虫的基因诊断 232
第五节 恶性肿瘤的基因诊断 232
一、恶性肿瘤的遗传易感性 232
二、恶性肿瘤的分子生物学基础 233
二、恶性肿瘤的基因诊断 233
四、常见恶性肿瘤的基因诊断举例 234
第十四章 基因治疗 235
第一节 基因治疗的简史 237
二、基因矫正治疗 238
一、基因调控治疗 238
第二节 基因治疗的类型 238
第三节 非病毒介导的基因转移技术 240
一、物理法 240
二、DNA直接注射法 241
三、脂质体介导的基因转移 242
四、受体介导的基因转移 243
第四节 病毒为载体的基因转移技术 245
一、逆转录病毒载体的结构特点及应用 245
二、腺病毒的结构特点及应用 247
三、痘苗病毒的结构特点及应用 249
第五节 遗传病基因治疗策略 253
第六节 肿瘤基因治疗策略 254
第七节 基因治疗的问题与展望 255
第十五章 基因工程产品开发与临床应用 259
第一节 基因工程的兴起与发展 261
一、基因工程的兴起 261
二、基因工程的基本操作过程 261
三、基因工程筛选宿主细胞 261
第二节 基因工程技术研究的主要成果 261
一、基因工程疫苗与多肽类药物 262
二、动物基因工程--转基因动物 266
三、植物基因工程--转基因植物 266
第五节 生物技术医药产品的科技发展方向 267
第四节 生物技术医药产品的国内外市场状况 267
第三节 国内外生物技术产业结构现状 267
第十六章 蛋白质工程 269
第一节 概述 271
一、蛋白质工程的概念 271
二、蛋白质工程的产生及主要内容 271
第二节 蛋白质工程的基础学科 272
一、蛋白质化学 272
二、分子遗传学 273
三、蛋白质晶体学 273
四、蛋白质动力学 273
二、蛋白质工程在医学上的应用 274
一、蛋白质工程成果 274
第三节 蛋白质工程成果及在医学上的应用 274
第四节 蛋白质工程的进展与存在的问题 275
一、蛋白质工程的进展 275
二、蛋白质工程存在的问题 276
第十七章 细胞信号传导系统及相关蛋白和基因 277
第一节 概述 279
一、细胞信号的分类 279
二、细胞信号的传导方式 279
第二节 细胞信号传导系统的相关蛋白及功能 280
一、细胞膜上接受信号的装置 280
二、细胞内信号传导的有关蛋白和基因 286
三、细胞核内接受信号的有关装置和部位 290
第三节 正常细胞和癌细胞信号传导系统的差异 293
一、生长因子的异常表达 294
二、受体的异常 294
三、细胞信号传导蛋白的差异 295
四、核内转录因子的差异 296
第四节 信号传导异常与疾病的关系 297
一、G蛋白偶联受体及信号传导异常与疾病的关系 297
二、细胞因子受体与分子类似现象 297
三、遗传性膜受体病 298
四、核内受体异常与疾病的发生 299
五、调节信号传导活性的酶与疾病的关系 300
第十八章 细胞周期调控 305
第一节 概述 307
一、细胞周期 307
二、细胞周期时相 307
三、细胞周期各阶段细胞形态、结构等的变化 308
第二节 细胞周期调控 308
一、细胞周期关卡 308
二、参与细胞周期调控的因子 309
第三节 细胞周期调控蛋白及基因 309
一、细胞周期素 309
二、依赖细胞周期素激酶1 310
三、其他种类的CDKs 311
四、CDKs的抑制物 313
五、P53、Rb与细胞周期 315
第四节 细胞周期失控与肿瘤 317
一、肿瘤细胞周期的特点 317
二、肿瘤细胞周期异常的分子基础 317
三、控制细胞周期与肿瘤的基因治疗 319
第十九章 一氧化氮和一氧化氮合酶 321
第一节 一氧化氮的发现 323
第二节 一氧化氮的生物学功能和作用机制 323
一、NO在心血管系统中的作用 323
二、NO在周围神经系统中的作用 324
三、NO在中枢神经系统中的作用 325
四、NO的神经毒性作用 327
五、NO的免疫功能 328
六、NO双重作用机制的探讨 328
第三节 一氧化氮的代谢和一氧化氮合酶 329
一、NO的生成 329
二、NO的失活 329
三、NO生成是脑中鸟氨酸循环的一条支路 329
四、一氧化氮合酶 330
第四节 一氧化氮合酶的种类和相关的分子生物学研究 330
一、NOS的种类 330
二、NOS的蛋白质结构 330
三、NOS辅助因子和功能调节 331
四、NOS基因克隆和染色体定位 332
第五节 一氧化氮研究的基本问题和临床研究方向 333
一、基本概念 333
二、对NO研究的不同认识 333
三、临床研究方向 334
第二十章 细胞程序性死亡 337
第一节 概述 339
第二节 PCD形态学及主要生化机制 340
一、PCD的形态学 340
二、PCD过程的生物化学机制 340
一、正常组织中的PCD 342
第二节 PCD的发生及其诱导因素 342
二、肿瘤组织内自发性PCD 343
三、放射线引起的PCD 343
四、肿瘤化疗剂诱导的PCD 344
五、加热诱导的PCD 344
六、去除或增加激素诱导的PCD 344
七、抗APO-1或Fas抗原诱导的PCD 344
八、细胞毒淋巴细胞诱导的PCD 344
第四节 PCD的基因调控 345
一、P53抑癌基因表达产物与PCD 345
二、c-myc和c-fos原癌基因产物与PCD 345
三、bcl-2原癌基因产物与PCD 345
一、PCD在疾病发生中的作用 350
第五节 PCD在疾病发生及治疗中的作用 350
二、PCD在疾病治疗中的作用 353
第二十一章 端粒、端粒酶与细胞的老化与癌变 355
第一节 端粒 357
一、端粒的概念 357
二、端粒的组成和结构 357
三、端粒的研究体系 360
四、端粒的复制模型 360
五、端粒的功能 360
一、端粒酶的发现 361
二、端粒酶的结构 361
第二节 端粒酶 361
三、端粒酶的功能 362
四、端粒酶活性的测定 362
第三节 端粒、端粒酶与细胞的老化 362
第四节 端粒、端粒酶与癌症 365
第五节 端粒酶抑制剂--治疗肿瘤的新手段 366
第二十二章 人类免疫缺陷病毒与艾滋病的分子生物学 369
第一节 HIV-1的生物学 371
第二节 HIV-1的基因组 372
第三节 HIV-1的转录调节 373
一、HIV LTR 373
二、Tat蛋白(反式激活剂) 376
三、细胞-HIV相互作用 377