第Ⅰ部分 导论 1
第1章 分子生物学简史 1
1.1传递遗传学 1
孟德尔的遗传定律 1
遗传的染色体理论 2
遗传重组和遗传定位 4
重组的物理学证据 4
1.2分子遗传学 4
DNA的发现 5
基因和蛋白质之间的关系 5
基因的行为 6
1.3生命的三个域 8
第2章 基因的分子特性 11
2.1遗传物质的特性 11
细菌转化 11
多核苷酸的化学本质 14
2.2 DNA结构 16
实验背景 16
双螺旋 18
2.3 RNA基因 20
2.4核酸的物理化学性质 20
DNA结构的多样性 21
不同大小和形状的DNA 24
第3章 基因功能简介 28
3.1储存信息 28
基因表达的总体过程 28
蛋白质结构 29
蛋白质功能 32
信使RNA的发现 34
转录 35
翻译 37
3.2复制 42
3.3突变 42
镰状细胞贫血病 42
第Ⅱ部分 分子生物学方法 46
第4章 分子克隆方法 46
4.1基因克隆 46
限制性内切核酸酶的作用 47
载体 49
用特异性探针鉴定目的克隆 55
cDNA克隆 56
cDNA末端快速扩增 58
4.2聚合酶链反应 58
标准PCR 58
用反转录酶PCR进行cDNA克隆 60
实时定量PCR 61
4.3表达克隆基因的方法 61
表达载体 62
其他真核载体 68
利用Ti质粒将基因导入植物 68
第5章 研究基因和基因活性的分子工具 72
5.1分子的分离 72
凝胶电泳 72
双向凝胶电泳 75
离子交换层析 76
凝胶过滤层析 76
亲和层析 77
5.2示踪标记 77
放射自显影 78
磷屏成像 79
液体闪烁计数器 79
非放射性示踪 79
5.3核酸杂交的应用 80
Southern印迹：鉴定特异DNA片段 80
DNA指纹和DNA分型 81
DNA指纹和DNA分型在法医学中的应用 82
原位杂交：基因在染色体中的定位 84
免疫印迹（Western印迹） 84
5.4 DNA测序和物理图 85
Sanger链末端终止测序法 85
自动化DNA测序 87
高通量测序 88
限制图 90
5.5基于克隆基因的蛋白质工程：定点诱变 92
5.6图谱定位与转录物定量 94
Northern印迹 94
S1核酸酶作图 94
引物延伸法 97
截断转录和无G盒转录 98
5.7测定体内转录速率 99
细胞核连缀转录 99
报告基因转录 100
测定体内蛋白质积累 101
5.8分析DNA-蛋白质相互作用 101
滤膜结合 102
凝胶阻滞 103
DNA酶足迹 104
DMS足迹法和其他足迹法 104
染色质免疫沉淀（ChIP） 105
5.9蛋白质-蛋白质相互作用研究 107
5.10寻找与其他分子相互作用的RNA序列 108
SELEX 108
功能SELEX 109
5.11基因敲除和转基因 109
基因敲除小鼠 109
转基因小鼠 112
第Ⅲ部分 原核生物的转录 117
第6章 细菌的转录机制 117
6.1 RNA聚合酶的结构 117
σ亚基是一种特异性因子 118
6.2启动子 118
RNA聚合酶与启动子的结合 119
启动子结构 121
6.3转录起始 122
σ因子促进转录起始 123
σ因子的再利用 124
σ循环的随机模型 124
启动子处DNA的局部解链 128
启动子清除 130
σ因子的结构和功能 134
α亚基在UP元件识别中的功能 138
6.4延伸 140
核心酶在延伸过程中的作用 140
延伸复合体的结构 142
6.5转录的终止 150
Rho非依赖型终止 151
Rho依赖型终止 154
第7章 操纵子：细菌转录的精细调控 163
7.1 lac操纵子 163
lac操纵子的负调控 164
操纵子的发现 166
阻遏物与操纵基因间的相互作用 168
阻遏机制 169
lac操纵子的正调控 173
CAP的作用机制 174
7.2 ara操纵子 178
ara操纵子的阻遏环 178
ara操纵子阻遏环的证据 179
araC的自主调节 181
7.3 trp操纵子 182
色氨酸在trp操纵子负调控中的作用 182
衰减作用对trp操纵子的调控 183
衰减作用的失效 184
7.4核糖开关 185
第8章 细菌转录机制的主要转换模式 193
8.1σ因子的转换 193
噬菌体感染 193
孢子形成 195
拥有多启动子的基因 197
其他σ因子的转换 198
抗σ因子 199
8.2 T7噬菌体所编码的RNA聚合酶 199
8.3 λ噬菌体对E…coli的感染 200
λ噬菌体的裂解繁殖 201
溶源态的建立 207
溶源期cI基因的自我调节 209
被λ噬菌体感染后寄主命运的决定：裂解或溶源 213
溶源菌的诱导 214
第9章 细菌中DNA-蛋白质的相互作用 219
9.1 λ阻遏物家族 219
利用定点突变探测结合的专一性 220
λ阻遏物-操纵基因相互作用的高分辨率分析 225
434噬菌体阻遏物-操纵基因相互作用的高分辨率分析 228
9.2 trp阻遏物 230
色氨酸的作用 230
9.3对蛋白质-DNA相互作用的一般性认识 231
四个不同碱基对的氢键形成能力 231
多聚DNA结合蛋白的重要性 232
9.4 DNA结合蛋白：远程作用 232
Gal操纵子 233
重复的λ操纵基因 233
增强子 234
第Ⅳ部分 真核生物的转录 240
第10章 真核生物的RNA聚合酶及其启动子 240
10.1真核生物RNA聚合酶的多种形式 240
三类细胞核聚合酶的分离 240
三类RNA聚合酶的作用 241
RNA聚合酶亚基结构 244
10.2启动子 256
Ⅱ类启动子 256
Ⅰ类启动子 260
Ⅲ类启动子 261
10.3增强子与沉默子 265
增强子 265
沉默子 267
第11章 真核生物中的通用转录因子 273
11.1 Ⅱ类因子 273
Ⅱ类预起始复合物 273
TFⅡD的结构和功能 276
TFⅡB的结构和功能 287
TFⅡH的结构和功能 289
中介物复合体和RNA聚合酶Ⅱ全酶 296
延伸因子 296
11.2 I类因子 300
核心结合因子 300
UPE结合因子 301
SL1的结构和功能 302
11.3 Ⅲ类因子 304
TFⅢA 304
TFⅢB和TFⅢC 304
TBP的作用 308
第12章 真核生物的转录激活因子 316
12.1激活因子的类型 316
DNA结合域 316
转录激活域 317
12.2激活因子DNA结合模体的结构 317
锌指结构 318
GAL4蛋白 319
细胞核受体 320
同源异型域 322
亮氨酸拉链和螺旋-环-螺旋域 323
12.3激活因子各功能域的独立性 325
12.4激活因子的功能 326
TFⅡD的募集作用 326
聚合酶全酶的募集 327
12.5激活因子间的相互作用 331
二聚化作用 331
远程作用 331
转录工厂 336
复合增强子 338
结构转录因子 339
增强体 340
绝缘子 341
12.6转录因子的调控 346
辅激活因子 346
激活因子的泛素化 349
激活因子的SUM（O修饰 350
激活因子的乙酰化 351
信号转导途径 352
第13章 染色质结构及其对基因转录的影响 359
13.1染色质结构 359
组蛋白 359
核小体 360
30nm纤丝 363
染色质折叠的更高级结构 366
13.2染色质结构与基因活性 367
组蛋白对Ⅱ类基因转录的影响 367
核小体定位 370
组蛋白乙酰化 375
组蛋白去乙酰化 377
染色质重建 380
异染色质与沉默 387
核小体与转录的延伸 392
第Ⅴ部分 转录后加工 401
第14章RNA加工Ⅰ：剪接 401
14.1断裂基因 401
有关断裂基因的证据 402
RNA剪接 403
剪接信号 404
剪接对基因表达的影响 405
14.2细胞核前体mRNA的剪接机制 406
分支中间体 406
分支点信号 408
剪接体 409
剪接体的组装及功能 420
定向、剪接位点的选择及选择性剪接 424
剪接的调控 435
14.3 RNA的自剪接 438
Ⅰ型内含子 438
Ⅱ型内含子 442
第15章RNA加工Ⅱ：加帽和多腺苷酸化 448
15.1加帽 448
帽的结构 448
帽的合成 450
帽的功能 452
15.2多腺苷酸化 454
poly （A） 454
poly （A）的功能 455
多腺苷酸化的基本机制 457
多腺苷酸化信号 458
前体mRNA的剪切和多腺苷酸化 461
poly （A）聚合酶 468
poly （A）的更新 468
15.3 mRNA加工事件的协同运作 470
Rpb 1的CTD与mRNA加工蛋白的结合 470
RNA加工蛋白与CTD结合的变化与CTD磷酸化相关 471
存在一个CTD密码？ 473
转录终止与mRNA 3端加工的偶联 476
终止的机制 477
多腺苷酸尾在mRNA转运中的作用 480
第16章 其他RNA加工事件及基因表达的转录后调控 486
16.1核糖体RNA的加工 486
真核生物rRNA的加工 486
细菌rRNA的加工 489
16.2转运RNA的加工 490
切开多顺反子前体物 490
成熟5’端的形成 490
成熟3’端的形成 491
16.3反式剪接 492
反式剪接机制 492
16.4 RNA编辑 494
编辑的机制 495
核苷酸去氨基化编辑 498
16.5基因表达的转录后调控：mRNA稳定性 499
酪蛋白mRNA的稳定性 499
转铁蛋白受体mRNA的稳定性 500
16.6基因表达的转录后调控：RNA干扰 505
RNAi的机制 505
siRNA的扩增 512
RNAi机制在异染色质形成和芳同论的中的作用 512
16.7 Piwi互作RNA与转座子调控 518
16.8基因表达的转录后调控：microRNA 520
miRNA引起的翻译沉默 520
miRNA引起的翻译激活 525
16.9翻译的抑制、mRNA降解及P-体 529
P-体（加工体） 529
P-体中的mRNA降解 529
P-体中的抑制解除 532
其他小RNA 536
第Ⅵ部分 翻译 543
第17章 翻译机制Ⅰ：起始 543
17.1细菌中翻译的起始 543
tRNA负载 543
核糖体的解离 544
30S起始复合物的形成 546
70S起始复合物的形成 552
细菌中的翻译起始总结 553
17.2真核生物翻译的起始 554
起始的扫描模型 554
真核生物的起始因子 558
17.3翻译起始的调控 566
细菌的翻译调控 566
真核生物的翻译调控 570
第18章 翻译机制Ⅱ：延伸与终止 583
18.1多肽链合成及mRNA翻译的方向 583
18.2遗传密码子 584
非重叠性密码子 584
密码中无间隔 585
三联密码 586
破译密码 587
密码子与反密码子间的异常碱基配对 588
（几乎）通用的密码 590
18.3延伸机制 591
延伸概述 591
核糖体的3-位点模型 593
延伸步骤2：肽键的形成 601
延伸步骤3：移位 603
G蛋白和翻译 606
EF-Tu和EF-G的结构 607
18.4终止 608
终止密码子 608
终止密码子的抑制 610
释放因子 611
异常终止的处理 612
18.5翻译后 617
新生蛋白质的折叠 617
核糖体从mRNA的释放 619
第19章 核糖体和转运RNA 627
19.1核糖体 627
70S核糖体的精细结构 627
核糖体的组成 631
30S亚基的精细结构 632
50S亚基的精细结构 637
核糖体结构与翻译的机制 641
多聚核糖体 647
19.2转运RNA 648
tRNA的发现 648
tRNA的结构 649
第Ⅶ部分 DNA复制、重组和转座 662
第20章 DNA复制、损伤与修复 662
20.1 DNA复制的一般特征 662
半保留复制 662
至少是半不连续复制 664
DNA合成的引发 667
双向复制 668
滚环复制 671
20.2 DNA复制的酶学 672
E.coli的三种DNA聚合酶 672
复制的忠实性 676
真核生物的多种DNA聚合酶 676
链的解离 677
单链DNA结合蛋白 678
拓扑异构酶 679
20.3 DNA损伤与修复 683
紫外线辐射引起的DNA损伤 684
γ射线及X射线引起的DNA损伤 684
直接消除DNA损伤 685
切除修复 686
真核生物的双链断裂修复 691
错配修复 694
人类细胞错配修复系统的失效 695
DNA损伤的非修复处理 695
第21章DNA复制Ⅱ：详细机制 706
21.1复制的起始 706
E.coli的DNA复制引发 706
真核生物DNA复制的引发 708
21.2延伸 712
复制的速度 712
Pol Ⅲ全酶与复制的持续性 713
21.3复制的终止 723
解连环：解开子代DNA 723
真核生物DNA复制的终止 724
第22章 同源重组 739
22.1同源重组的RecBCD途径 739
22.2 RecBCD途径的实验证据 741
RecA 741
RecBCD 745
RuvA和RuvB 746
RuvC 750
22.3减数分裂重组 751
减数分裂重组的机制：综述 751
双链DNA断裂 752
DSB处单链末端的生成 757
22.4基因转换 758
第23章 转座 762
23.1细菌转座子 762
细菌转座子的发现 762
插入序列：最简单的细菌转座子 763
更复杂的转座子 764
转座的机制 764
23.2真核生物的转座子 766
P元件 768
23.3免疫球蛋白基因的重排 769
重组信号 771
重组酶 772
V（D）J重组机制 773
23.4反转录转座子 774
反转录病毒 775
反转录转座子 778
第Ⅷ部分 基因组 788
第24章 基因组学Ⅰ：全基因组测序 788
24.1图位克隆：基因组学介绍 788
图位克隆的传统手段 788
鉴定与人类疾病相关的突变基因 791
24.2基因组测序技术 794
人类基因组计划 797
用于大规模基因组计划的载体 797
逐步克隆策略 798
鸟枪法测序 802
测序的标准 803
24.3基因组测序的研究和比较 803
人类基因组测序 803
个体基因组学 807
其他脊椎动物基因组 808
最小的基因组 811
生命条形码 813
第25章 基因组学Ⅱ：功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学 818
25.1功能基因组学：基因组的基因表达 818
转录组学 819
基因组功能图表 828
单核苷酸多态性：药物基因组学 839
25.2蛋白质组学 841
蛋白质分离 842
蛋白质分析 842
定量蛋白质组学 843
蛋白质的相互作用 845
25.3生物信息学 849
从哺乳动物基因组中发现调控基序 849
学会使用数据库 851
分子生物学专业词汇表 857