1.1 分子遗传学的涵义 1
1.1.1 分子遗传学不等于中心法则的演绎 1
第1章 引论 1
1.1.2 分子遗传学不是核酸及其产物（蛋白质）的生物化学 2
1.2 分子遗传学的产生 2
1.2.1 物理学的渗透——分子遗传学的物理学语言 3
1.2.2 微生物学向遗传学的靠拢 6
1.2.3 生化遗传学的出现 6
1.2.4 从生化遗传学到分子遗传学 9
1.3.1 基因的概念 10
1.3 分子遗传学的展望 10
1.3.2 真核细胞的基因调控 11
1.3.3 遗传与发育 11
1.3.4 自我组合过程 12
1.3.5 遗传工程 13
1.3.6 朊病毒与蛋白质遗传 14
1.3.7 RNA干扰 14
1.3.8 生物分子信息学／基因组学（Genomics）的诞生 15
参考文献 17
第2章 基因 19
2.1.1 Morgan的基因概念——基因是一个遗传／交换／突变的单位 20
2.1 基因的分子概念的发展 20
2.1.2 Benzer的顺反子概念——基因是一个不能分割的功能单位 21
2.1.3 Gilbert的基因概念——基因是一个转录单位 23
2.2 基因组学时代（genomics era）基因的概念与界定 24
2.2.1 可读框 25
2.2.2 序列特征 25
2.2.3 序列保守 25
2.2.4 基因功能的证据——转录 25
2.2.7 假基因 26
2.2.5 基因失活 26
2.2.6 基因重叠与断裂 26
2.2.8 定义基因的现状 27
2.3 蛋白质基因概念的提出 30
2.4 组蛋白密码—对基因“唯DNA”的质疑 32
2.4.1 DNA后成遗传与印记基因 32
2.4.2 组蛋白甲基化 33
2.4.3 组蛋白密码假说 34
2.5 新基因的产生 40
2.6 基因的进化 43
2.7.1 非编码序列 46
2.7 基因与DNA 46
2.7.2 Z-DNA构象是另一种遗传信息编码 47
2.7.3 C值佯谬 51
2.7.4 N值佯谬 56
2.8 重复序列 58
2.8.1 DNA复性反应 59
2.8.2 Alu族重复序列 66
2.8.3 卫星DNA 67
2.9.1 核糖体RNA基因（rDNA） 69
2.9 重复基因 69
2.9.2 5SCrRNA基因（5S基因） 71
2.9.3 tRNA基因（4S基因） 72
2.9.4 组蛋白基因（hDNA） 73
2.9.5 四膜虫rDNA的回文结构 75
2.10 重复序列及重复基因的起源 77
2.11 断裂基因 78
2.11.1 SV40A蛋白基因 79
2.11.2 β珠蛋白基因 79
2.11.3 卵清蛋白基因 81
2.12.1 φχ174病毒的重叠基因 82
2.12.2 SV40病毒的重叠基因 82
2.12 重叠基因 82
2.12.3 重叠操纵子（overlappingoperons） 83
2.13 模糊基因 85
2.14 转座子 85
2.14.1 B.McClintock的工作 86
2.14.2 细菌转位基因的结构 87
2.14.3 真核细胞转座子的三种类型 90
2.14.4 转座子的基本特征 91
2.14.5 转座的机制 92
2.14.6 转座与基因表达 94
参考文献 98
第3章 染色质 104
3.1 染色体与染色质 104
3.2 常染色质与异染色质 104
3.3 染色体单线性 105
3.4 染色质的分子组成 106
3.4.1 B-DNA与Z-DNA 107
3.4.2 Z-DNA与染色质的结构及功能的关系 108
3.4.3 染色质RNA 108
3.4.4 组蛋白的种类与特点 110
3.4.5 组蛋白H1 110
3.4.6 组蛋白H5 113
3.4.7 染色质的非组蛋白 114
3.4.8 核小体装配蛋白——核质蛋白 117
3.5 核小体的结构 117
3.5.1 核小体Kornberg模型 118
3.5.2 Jackson模型 119
3.5.3 核小体结构的近代模型 121
3.5.4 染色质纤维 123
3.6 常染色质基因表达的分子基础 124
3.6.1 核心组蛋白对转录的作用 124
3.6.2 核小体与基因表达 126
3.7 异染色质形成的分子机制 130
3.7.1 异染色质形成中的因子 131
3.7.2 异染色质结构域的形成 134
3.7.3 异染色质的增殖 134
3.7.4 异染色质域的分界线 136
3.7.5 异染色质与发育中可遗传的基因沉默 136
3.8 染色质的非组蛋白框架 137
3.8.1 染色质环 137
3.8.2 （核）框架附着区／（核）基质附着区 138
3.9 微生物的类染色质 138
3.10.1 染色质的复制模型 139
3.10 染色质的复制与转录 139
3.10.2 染色质的转录模型 141
参考文献 144
第4章 基因的复制、转录与表达 150
4.1 中心法则 150
4.2 DNA复制 151
4.2.1 DNA复制的起始 151
4.2.2 复制叉侧翼DNA双螺旋的解旋 153
4.2.3 复制的延伸 155
4.2.4 DNA多聚酶在复制叉上滑动的机制 156
4.2.5 复制的机构 159
4.2.6 DNA复制中错误的校正 160
4.2.7 DNA自我复制的新观点 162
4.3 转录过程——RNA合成 166
4.3.1 转录过程的一般特点 166
4.3.2 RNA转录酶 168
4.4 mRNA——蛋白质合成的模板 169
4.4.1 mRNA前体在核内的加工 169
4.4.2 mRNA前体的剪接 171
4.4.3 mRNA的降解 175
4.5 蛋白质合成 179
4.5.1 转移RNA 179
4.5.2 氨酰－tRNA合成酶 181
4.5.3 碱基配对摆动假说 182
4.5.4 tRNA分子的其他功能 182
4.5.5 我国tRNAAla的人工合成 182
4.5.6 核糖体 183
4.5.7 肽链的合成 185
4.5.8 蛋白质分子的自我剪接 191
参考文献 194
第5章 基因的调控 197
5.1 基因调控的基本模型 197
5.1.1 原核基因调控基本模型 197
5.1.2 真核基因调控基本模型 198
5.2 调控序列与调控蛋白 199
5.2.1 DNA双螺旋的表面可被调控蛋白识别 199
5.2.2 调控蛋白可以识别DNA的几何构型 201
5.2.3 调控蛋白含有识别DNA序列的结构型式 201
5.3 基因的分子调控 203
5.3.1 单因子调控——色氨酸操纵子 203
5.3.2 双因子调控——乳糖操纵子 205
5.4 原核生物操纵子的特点 208
5.5 σ因子级联调控模型 210
5.6.1 真核细胞基因调控的特点 211
5.6 真核基因的分子调控——多因子调控 211
5.6.2 真核细胞的调控序列——基因调控区 213
5.6.3 真核基因的调控蛋白 214
5.6.4 真核基因表达的组合调控机制 216
5.7 真核基因的染色质调控 220
5.7.1 常染色质与异染色质 220
5.7.2 染色质结构对基因表达的作用 220
5.8 转录后的基因调控 225
5.8.1 变通性断裂基因的表达 225
5.8.2 反义RNA 226
5.9 真核基因的调控模型——Davidson-Britten模型 228
5.10 真核基因的多位点协同调控 231
5.10.1 多位点协同激活的效率 231
5.10.2 协同调控模型 232
5.10.3 产生转录激活协同性的三种机制 234
5.10.4 协同性的本质 234
参考文献 236
第6章 蛋白质遗传 239
6.1 朊病毒——感染性蛋白质 240
6.1.1 朊病毒的分子结构与特性 240
6.1.3 朊病毒的感染途径 242
6.1.2 朊病毒基因及其表达 242
6.2.1 唯蛋白假说 243
6.2.2 繁殖的分子机制 243
6.2 朊病毒的繁殖 243
6.3 朊病毒是细胞中的非孟德尔遗传因子 245
6.3.1 ［URE3］朊病毒蛋白质，一种影响氮分解（nitrogen catabolism）的非孟德尔遗传因子 246
6.3.2 ［PSI］朊病毒蛋白质：作为翻译释放因子的非孟德尔遗传因子 247
6.3.3 ［Het-s］，一种具有正常细胞功能的真菌的朊病毒蛋白 249
6.4 朊病毒的遗传标准 250
6.5 朊病毒蛋白质（PrPSc）——蛋白质基因 252
6.7 消耗性蛋白与遗传性蛋白 254
6.6 朊病毒蛋白中有一个独立的prion决定域 254
6.8 作为细胞结构的“蛋白质复合体”的遗传 255
6.8.1 纤毛虫的皮层遗传 256
6.8.2 细胞器的复制 256
6.8.3 内质网膜转位器 257
6.8.4 中心粒的复制 258
6.8.5 细菌鞭毛的装配 259
6.8.6 微管的装配 262
参考文献 266
7.1 RNA世界——生命早期的遗传物质 269
第7章 RNA遗传 269
7.2 RNA干涉现象 271
7.2.1 RNAi的分子机制 271
7.2.2 siRNA的产生与扩增 273
7.2.3 RNAi的遗传 274
7.3 RNAi对基因表达的作用 276
7.3.1 RNAi是对基因组的基因表达的反馈 276
7.3.2 RNAi引导的同源RNA降解 279
7.3.3 RNAi引导的同源DNA修饰 281
7.4.1 RNA编辑——非DNA编码遗传 282
7.4 RNA编辑 282
7.4.2 模糊基因 284
7.4.3 RNA编辑的guide RNA（gRNA）模型 285
7.5 高等动物的RNA编辑酶 287
7.5.1 作用于RNA的腺苷去氨基酶 287
7.5.2 ADARs的RNA编辑机制 288
7.6 RNA编辑的特点与意义 289
参考文献 290
第8章 发育的分子生物学 294
8.1 发育分化理论 294
8.1.1 Driesch-Morgan分化理论 294
8.1.3 基因群程序活动模型 295
8.1.2 Caplan-Ordahl分化理论 295
8.3 器官组织的分化——诱导的分子机制 298
8.3.1 组织者 298
8.2 胚胎极性与背腹的决定——卵皮层的旋转与发育的启动 298
8.3.2 中胚层诱导 299
8.3.3 中胚层诱导的分子基础 300
8.3.4 中胚层诱导的修饰因子 302
8.3.5 中胚层诱导过程中的基因表达 303
8.4 发育程序的分子机制 305
8.4.1 决定发育定时钟作用的因素 306
8.5.1 H基因／Hax基因 309
8.4.2 发育的蓝图与程序 309
8.5 形态发生的分子机制 309
8.5.2 H片段及其编码区——H基因可能是转录因子 311
8.5.3 H基因的表达 312
8.5.4 Hax基因的矩阵结构 313
8.5.5 Hax基因在发育中表达的程序性 314
8.5.6 Hax基因的作用是确定体节发生的规定性 315
8.6 非A-P型H基因：En、Pax、Eux等 317
8.6.1 En（纹带）基因 317
8.6.2 pax基因 318
8.7 细胞凋亡的概念 321
8.7.1 免疫系统、后肾之神经系统发育中的细胞凋亡 321
8.7.2 参与凋亡的基因 322
8.8 发育基因调控网 325
8.8.1 发育基因调控网的概念 326
8.8.2 海胆早期胚胎发育的分子事件 327
8.8.3 基于基因组观点的内胚层顺式调控网 328
参考文献 331
9.1 癌与癌基因 335
第9章 癌变的分子遗传学 335
9.2 癌的发生——单克隆起源 336
9.3 癌变的起因 337
9.3.1 基因突变 337
9.3.2 基因表达模式的改变 337
9.3.3 病毒致癌 338
9.3.4 化学致癌 339
9.4 抑癌基因 341
9.4.1 杂合性丢失 341
9.4.2 癌的遗传倾向——抑癌基因的单拷贝丢失 342
9.5.2 基因放大 344
9.5.1 原癌基因编码序列的缺失或突变 344
9.5 原癌基因转变为癌基因的途径 344
9.5.3 染色体重排 345
9.5.4 RNA病毒对原癌基因的插入诱变 346
9.6 单一突变不足以引起癌变——癌变的多阶段性质 346
9.7 细胞癌变多阶段性的分子基础 348
9.7.1 癌变的启动者与促成者 348
9.7.2 癌的多阶段发生的基因机制 348
9.8 细胞癌基因与信息传递 349
9.9.1 myc基因 352
9.9 与发育相关的癌基因 352
9.9.2 fos,jun基因 355
9.9.3 ras基因 357
9.9.4 生长因子及其受体 358
9.9.5 集落刺激因子受体 359
9.9.6 c-kit基因 359
9.9.7 其他与发育相关的癌基因 360
参考文献 361
10.1.1 植物基因的起始子序列 364
10.1.2 植物基因的poly（A）信号序列 364
10.1 植物基因结构的特点 364
第10章 植物的分子遗传学 364
10.1.3 植物基因的密码子偏好 365
10.2 植物的特有基因 365
10.2.1 植物细胞壁蛋白基因 365
10.2.2 植物细胞质膜蛋白基因 369
10.2.3 种子储存蛋白基因 372
10.2.4 营养器官特异基因 375
10.2.5 果实的特异基因 378
10.2.6 特化器官特异基因 380
10.2.7 环境诱导基因 383
10.2.8 叶绿体的基因 386
10.3 植物发育的分子遗传学特点 393
10.3.1 植物细胞分化的全能性 393
10.3.2 植物胚胎发育与个体形态发生是分开进行的 393
10.3.3 植物形态发生中的非基因调控 394
10.3.4 植物的形态形成不能依靠细胞运动来完成 395
10.4 植物的体型格局的发育 395
10.4.1 胚胎中的体型格局 395
10.4.2 体型格局的分子遗传学研究 396
10.5 植物的形态发生 401
10.5.1 形态发生的分子基础 401
10.5.2 植物细胞壁与形态发生 402
10.5.3 影响形态发生的基因 404
10.5.4 研究玉米突变体及其基因的途径 407
10.6 花的形态发生与分化 408
10.6.1 花分生组织发生的基因 408
10.6.2 花表达的时序基因 410
10.7 胚珠形态发生的基因 413
10.8 植物发育调控基因的分离 414
10.8.1 转座子标记 415
10.8.2 减法杂交和差异筛选 416
10.9.2 反义RNA 417
10.9 植物发育调控基因功能的研究 417
10.9.1 同源异形基因 417
参考文献 418
第11章 中心法则导论 422
11.1 引言 422
11.2 中心法则的提出及修正 424
11.2.1 从DNA双螺旋模型到中心法则 424
11.2.2 序列假说 424
11.2.3 中心法则 425
11.2.5 中心法则的修正 426
11.2.4 逆向转录的发现 426
11.3 对中心法则的挑战 427
11.3.1 蛋白质中的遗传信息并不一定来自核酸——DNA/RNA序列与蛋白质中氨基酸序列的非共线性 428
11.3.2 RNA中的遗传信息并不一定来自DNA——模糊基因与RNA编辑的发现 437
11.3.3 DNA是编码遗传信息的活字版（movable-type template） 442
11.4 中心法则在生命系统中的地位 453
11.4.1 DNA模板与细胞模板 453
11.4.2 分子生物与细胞生物 459
11.4.3 密码遗传与型式遗传 460
11.5 中心法则与遗传信息流 467
11.5.1 多维的遗传框架 468
11.5.2 中心法则的信息渗入 470
11.5.3 中心法则信息流的延伸 470
11.6 中心法则的未来 471
11.6.1 中心法则将作为遗传信息通道之一而存在 471
11.6.2 广义中心法则——遗传信息的渗入、转换与反馈 474
11.6.3 中心法则与还原论 477
11.6.4 分子生物学的未来 478
参考文献 480
分子遗传学习题 486
答案 499
索引 513