绪论 1
一、分子遗传学研究方法 1
二、经典遗传学和分子遗传学 2
二、分子遗传学和分子生物学 3
四、分子遗传学的起源与发展 3
第一章 遗传信息的载体——DNA与染色体 8
第一节 遗传物质的发现、功能和组成 8
一、遗传物质的发现 8
二、Hershey-Chase的噬菌体侵染实验 10
三、 RNA也是遗传物质 11
第二节DNA和RNA的化学组成及双螺旋模型的诞生 12
一、DNA和 RNA的化学组成 12
二、DNA双螺旋模型的诞生 14
第三节DNA的结构和性质 14
一、DNA双螺旋结构 14
二、DNA二级结构的稳定因素 16
三、双螺旋结构的多型性 17
四、DNA二级结构的类型 19
五、超螺旋 21
第四节DNA的变性和复性 23
一、DNA变性的影响因素 23
二、DNA的复性动力学 24
第五节 真核生物的染色体 25
一、染色质 26
二、染色体的四级结构 27
三、着丝粒 30
四、端粒 33
习题 35
第二章DNA与染色体的复制 37
第一节DNA半保留复制的验证 37
一、Meselson-Stahl实验 37
二、Taylor实验 38
三、 Cairns复制模型 39
第二节 复制的起点、方向和终点 40
一、研究方法 40
二、原核生物DNA的复制起点和方向 42
第三节DNA复制突变型的筛选 42
一、质粒温度敏感性的筛选 42
二、快停突变与慢停突变 42
第四节DNA聚合酶 43
一、DNA聚合酶Ⅰ 44
二、DNA聚合酶Ⅲ 45
三、真核生物的DNA聚合酶 47
第五节与DNA合成有关的其他蛋白质 47
一、DNA连接酶 47
二、单链结合蛋白 48
三、解旋酶 48
四、DNA拓扑异构酶 49
第六节DNA复制的过程 50
一、原核DNA的复制起始点和方向 50
二、半不连续复制 51
三、复制体和回环模型 53
四、环状DNA复制的终止 55
五、滚环复制模型 56
第七节 真核生物的DNA复制 59
一、真核生物DNA复制的特点 59
二、端粒酶与真核生物DNA复制的终止 62
三、线粒体的D环复制 62
四、组蛋白八聚体的装配 64
五、复制的调节 64
习题 67
第三章RNA的转录与加工 69
第一节RNA的酶促合成 69
一、RNA合成的基本特征 69
二、RNA聚合酶的特点 70
三、细菌RNA聚合酶 70
第二节 原核生物的转录 71
一、原核生物的启动子 71
二、转录起始 73
三、转录延伸 74
四、转录终止 74
第三节 真核生物的转录 77
一、真核生物的RNA聚合酶 77
二、真核生物的启动子 78
三、RNA聚合酶Ⅱ的转录起始 83
四、真核基因转录的终止 84
第四节 转录后加工 84
一、原核生物tRNA和rRNA的加工 85
二、真核生物tRNA和rRNA的加工 86
三、前体mRNA的加工 89
四、内含子的剪接 93
五、剪切型核酶 102
六、RNA编辑 105
习题 108
第四章 遗传密码与翻译 109
第一节 遗传密码的破译 109
一、遗传密码的试拼 109
二、利用突变来解读密码 110
三、Crick-Brenner实验验证三联密码 110
四、无细胞系统用于破译遗传密码 111
五、三联体结合实验 112
六、利用重复共聚物破译密码 113
七、起始密码子和终止密码子的确定 114
八、遗传密码的证实和特点 115
第二节tRNA与核糖体 117
一、tRNA的三叶草型结构 117
二、tRNA的L形结构 118
三、核糖体的结构 119
四、核糖体的活性部位 120
第三节 氨酰-tRNA的形成 121
一、tRNA对氨基酸的识别 121
二、氨酰-tRNA的形成 122
三、氨酰-tRNA合成酶的校正作用 124
第四节 蛋白质的合成：起始 125
一、细菌的翻译起始 126
二、真核生物蛋白质合成的起始 130
第五节 蛋白质的合成：延伸和终止 135
一、肽链合成的延伸 135
二、肽链合成的终止 140
第六节 翻译后的加工 141
一、N端甲基的去甲酰化或甲基的切除 141
二、二硫键的形成 141
三、化学修饰 141
四、蛋白质剪切和剪接 141
习题 143
第五章 原核生物与噬菌体的基因表达调控 145
第一节 转录水平的调控 145
一、调节基因和结构基因 145
二、正调控和负调控 146
第二节 操纵子模型 147
一、乳糖操纵子 147
二、阻遏蛋白的活性 149
第三节 操纵子的其他调控形式 152
一、半乳糖操纵子 152
二、阿拉伯糖操纵子 153
三、色氨酸操纵子 155
第四节DNA重排对转录起始的调控 156
一、沙门氏菌的相转变 156
二、Mu噬菌体的“G”，片段倒位 158
第五节RNA聚合酶转录起始的调节 159
一、σ因子的替代调控转录起始 159
二、修饰核心酶、替换σ亚基 159
三、RNA聚合酶的代换 160
第六节 转录终止的调控 161
一、衰减作用 161
二、蛋白质介导的RNA变构调控 163
三、核开关 165
四、抗终止作用 166
第七节 翻译的调控 167
一、翻译起始的调控 168
二、稀有密码子调控翻译的延伸 173
三、翻译的终止调控 174
第八节 λ噬菌体生活周期的调控 181
一、λ噬菌体裂解周期的级联调节 182
二、λ噬菌体溶源周期的建立和维持 183
三、和溶源化有关的调节 187
四、溶源周期和裂解周期的平衡 190
习题 192
第六章 真核生物的基因表达调控 193
第一节 染色体水平的调控 193
一、染色体丢失 193
二、染色体扩增 193
三、染色体重排 196
第二节 染色质水平的调控 199
一、异染色质化 199
二、DNase的敏感性和基因表达 200
三、组蛋白对基因表达的调节 201
四、非组蛋白的调节功能 203
五、边界元件 204
第三节 转录水平的调控 206
一、顺式作用元件 206
二、反式作用因子 206
三、真核基因表达的时空性及对环境因素的应答 210
第四节 转录后调控 213
一、转录后加工 213
二、转录后沉默 214
三、 mRNA的细胞内定位 218
第五节 翻译的调控 218
一、翻译的起始调节 218
二、硒代半胱氨酸的插入 219
三、 mRNA的结构和翻译的效率 220
四、选择性翻译 221
五、3’ UTR对翻译的调控 221
六、移框 221
七、翻译的自我调节 222
第六节 表观遗传 222
一、DNA甲基化与亲本印记 222
二、X染色体的剂量补偿 225
三、副突变 227
习题 229
第七章DNA损伤、修复与基因突变 230
第一节DNA损伤起源和类型 231
一、内源性损伤 232
二、外源性损伤 234
第二节DNA损伤的修复机制 238
一、直接修复 238
二、切除修复 239
三、复制后修复 243
第三节 基因突变 249
一、基因突变的类型 249
二、突变的原因 250
习题 254
第八章 重组与转座 255
第一节 重组机制 255
同源重组模型 256
第二节 同源重组和酶 259
第三节 非同源重组 261
一、保守性位点特异性重组 261
二、模板选择性重组 265
第四节 转座重组和转座因子 266
一、转座因子的发现 267
二、原核生物中的转座因子的发现 269
三、转座因子的类型 270
四、转座的分子机制 275
五、真核生物的转座因子 277
六、真核生物的反转录转座子 281
七、转座的遗传效应 284
第五节 非同源末端连接 285
一、免疫球蛋白基因及其重排 285
二、体细胞重组的分子机制 288
习题 289
第九章 发育的遗传基础 291
第一节 高等生物的细胞核是否有全能性 292
一、植物细胞核的全能性 292
二、两栖动物的核移植 293
三、克隆羊的诞生 293
第二节 生殖细胞和体细胞 294
一、细胞骨架 294
二、细胞骨架纤丝内在的不对称性 294
三、生殖系的定位决定 295
第三节 位置信息的建立 297
一、细胞骨架的对称性和果蝇的前后轴 298
二、细胞信号和果蝇的背腹轴 299
三、两种类型的位置信号 301
第四节 利用位置信息建立细胞命运 302
一、位置信息的起始翻译 302
二、精确实行命运的分配 303
三、级联调节 305
第五节 图式形成的其他方面 305
一、存储细胞命运的记忆系统 305
二、通过定向决定确保命运定位 306
三、发育的途径是“塞子”和“模块”的排列 307
四、凋亡 308
第六节 在脊椎动物和昆虫中的图式形成的平行性 311
第七节 动物的性别决定和分化 313
一、性别决定的途径 313
二、果蝇的性别决定 313
三、哺乳动物的性别决定 317
四、植物花器官的发育和分化 319
第八节 胚胎干细胞 321
一、干细胞的发现 321
二、胚胎干细胞的形成和特点 322
三、干细胞全能性的调控 324
四、干细胞研究技术的应用 325
习题 326
第十章 分子进化 327
第一节 核酸的进化 327
一、逆向理论 328
二、细胞起源理论 328
三、共进化理论 329
第二节 基因组的进化 330
一、基因组结构的进化 330
二、基因组功能的进化 333
第三节 分子进化的分析方法 334
一、分子钟和中性突变学说 335
二、基因树 336
三、自展分析法 339
第四节 新基因的起源 339
一、基因的重复和趋异 340
二、外显子混编 341
三、反转录转座 342
四、基因水平转移 343
五、非编码序列进化为新基因 344
第五节 蛋白质的进化 344
一、DNA多态性与多基因家族的进化 344
二、人类血红蛋白的进化 345
第六节 线粒体的进化和人类的起源 348
习题 350
主要参考文献 352
索引 357