前言 2
第一篇核酸、基因、染色体和基因组 2
1绪论 2
1.1遗传、基因和环境影响 2
1.1.1遗传规律的发现 2
目 录 2
1.1.2基因位于DNA分子上 3
1.1.3环境因素能够影响遗传物质 4
1.2 DNA修复现象的发现 6
1.2.1紫外线和离子辐射对基因的损伤和修复机制的发现 6
1.2.2同源重组和DNA损伤 7
1.2.3碱基错配修复现象的发现 7
1.3.1一个被忽略了的问题 8
1.3基因的稳定性问题 8
1.3.2DNA损伤的结构基础 10
1.4 DNA和组蛋白的修饰与人类疾病 10
1.5基因稳定和人类疾病的研究 12
1.6后基因组时代的疾病观 13
1.6.1人类基因组学和蛋白质组学 13
1.6.2疾病基因组和环境基因组 14
1.6.3基因组学的发展 16
1.6.4如何保护我们的健康 16
1.6.5进化论的疾病观 17
1.7人类疾病与社会经济和政治因素 17
1.8预防医学 17
1.9.2治疗性器官克隆 18
参考文献及进一步阅读材料 18
1.9.1细胞治疗和干细胞研究 18
1.9再生医学 18
2核酸分子 20
2.1核酸的化学组成和分子结构 20
2.1.1核酸的化学组成 21
2.1.2脱氧核糖核酸链的表述 21
2.1.3核糖核酸中的糖苷、核苷酸、核苷酸的化学结构 22
2.1.4 3′,5′－磷酸二酯键 22
2.1.5寡聚核苷酸 22
2.2 DNA的结构生物学 22
2.2.1氢键平面和氢键二面角 22
2.2.2 DNA双链结构的多态性 23
2.2.3 DNA双螺旋中的大沟和小沟 24
2.2.4DNA双螺旋的左手构象形式 25
2.2.5 CpG岛的表位遗传学作用和TG·CA二核苷酸重复序列 26
2.2.6 DNA的二级结构具有多样性特点 27
2.2.7作为遗传信息载体的核酸 28
2.2.8核酸的变性和复性 29
2.2.9沃森－克里克碱基对和胡格斯汀碱基对 32
2.2.10双链DNA可以含有微结构 36
2.3 DNA拓扑学问题 36
2.3.1闭环超螺旋DNA的拓扑学描述 36
2.3.2 A型、B型和Z型DNA的拓扑学参数 37
2.3.3催化条件下的DNA拓扑结构 38
2.3.4活体内DNA分子可以形成多种多样的拓扑学结构 39
参考文献及进一步阅读材料 40
3染色体和表位遗传控制 42
3.1染色体的组织结构 42
3.1.1染色体研究简史 42
3.1.2染色体的化学组成 43
3.2.1核小体的从头组装是一个受到调节控制的过程 48
3.2核小体的代谢 48
3.2.2DNA复制过程中的核小体组装 49
3.2.3核小体形式对DNA超螺旋的影响 51
3.2.4核小体的组装与染色体修复 52
3.2.5核小体的重新调整（Remodeling） 52
3.2.6基因转录过程中的核小体布局的调整和组蛋白的化学修饰 55
3.3染色体在细胞周期内的代谢 59
3.3.1染色体的包装 59
3.3.2染色体结构维护蛋白组分 60
3.3.3染色体的三级包装的可能分子机制 60
3.3.4常染色质和异染色质 62
3.3.5端粒和中心粒 65
参考文献及进一步阅读材料 71
4.1.1基因组的结构和功能 74
4基因组的组织结构分析 74
4.1基因组概论 74
4.1.2真核生物基因组中的重复序列 76
4.2重要细胞器内的DNA 86
4.2.1线粒体DNA的结构和功能 86
4.2.2与mtDNA有关的疾病 87
4.3一些模式生物基因组的结构和功能 88
4.3.1小鼠基因组 88
4.3.2酵母基因组 91
4.3.3细菌基因组的结构特征 93
参考文献及进一步阅读材料 95
5.1.1DNA是遗传信息载体 98
5.1 DNA复制的研究 98
5.1.2DNA复制的分子机制 98
第二篇基因的自身维护 98
5 DNA的活体内代谢 98
5.1.3参与DNA复制的有关组分 105
5.1.4DNA复制的过程 120
5.1.5 DNA复制忠实性的维护 126
5.1.6活体细胞中DNA合成的组织 127
5.2 DNA复制过程中的拓扑学问题 128
5.2.1连接体和去连接体 128
5.2.2DNA分子之间形成的连接体 129
5.2.3DNA拓扑异构酶 129
5.3特殊形式的DNA合成 131
5.3.1诱导型稳定DNA复制和DNA重组依赖的DNA复制 132
5.3.2组成型稳定DNA复制 135
5.3.3 DNA的跨缺刻复制 135
5.4.1滚环复制 137
5.4 DNA复制的多种形式 137
5.4.2 D环复制 138
5.4.3蛋白质作为DNA复制过程中的引物 140
参考文献及进一步阅读材料 140
6 DNA的损伤和修复 144
6.1 DNA损伤 144
6.1.1DNA损伤的原因 145
6.1.2 DNA损伤的类型 145
6.1.3DNA损伤的生物学效应 155
6.2 DNA损伤的修复 159
6.2.1概述 159
6.2.2DNA损伤的逆转 159
6.2.3 DNA单链断裂修复 161
6.2.4切除修复 161
6.2.5重组修复 183
6.2.6DNA修复途径之间的协同作用 185
6.2.7 DNA复制和DNA修复的协调 186
6.2.8 SOS应答 187
6.2.9 DNA修复过程与染色体结构变化 191
6.2.10 DNA损伤与DNA突变的关系的认识 194
参考文献及进一步阅读材料 196
7基因重组 200
7.1同源重组 201
7.1.1同源重组概述 201
7.1.2同源重组的一般模式和参与同源重组的蛋白质组分 202
7.1.3同源重组的功用 215
7.1.4同源重组修复DNA双链断裂的策略 220
7.1.5同源重组与DNA复制的耦联 221
7.1.6参与同源重组过程的蛋白质也参与其他DNA损伤修复和细胞周期控制过程 221
7.1.7同源重组研究动向 221
7.2.2位点特异性重组的过程 223
7.2位点特异性重组 223
7.2.1位点特异性重组概述 223
7.2.3位点特异性重组与染色体二聚体的拆分 226
7.2.4位点特异性重组的一些生物学效应 227
7.3转位重组 228
7.3.1转位重组和转位因子概述 228
7.3.2转位作用的分子机制 231
7.3.3转座作用的某些遗传效应 235
7.3.4转座作用的调节控制 238
7.4非常规重组 239
7.4.1非同源DNA末端连接 239
7.4.2DNA重复序列介导的滑脱DNA合成 244
参考文献及进一步阅读材料 245
8.1.1细胞周期概述 247
8细胞周期及细胞周期控制 247
8.1细胞周期及其调控 247
8.1.2细胞周期过程中各时相的确定 248
8.1.3细胞周期的划分和染色体代谢的相关性 250
8.1.4细胞周期的调控 250
8.2细胞周期中的关卡 260
8.2.1细胞周期关卡 260
8.2.2细胞周期关卡信号捕获、传导、效应子途径 264
8.2.3正常生理条件下的细胞周期调控举例 268
8.3细胞凋亡 269
8.3.1细胞凋亡概述 269
8.3.2细胞凋亡和细胞坏死 272
8.3.3 DNA损伤修复和细胞凋亡 272
8.4.2细胞周期过程中的DNA复制和组蛋白合成的协调控制 275
8.4.1DNA损伤修复的细胞周期控制 275
8.4 DNA损伤情况下的细胞周期的调控 275
8.4.3 DNA损伤修复过程中的细胞周期控制 276
参考文献及进一步阅读材料 282
9 DNA复制、损伤修复、基因重组和细胞周期调控研究动态 285
9.1 DNA损伤修复过程中各种途径的使用和协调 285
9.2 DNA损伤修复有关的蛋白质可以参与其他途径 287
9.3真核生物细胞中多种形式的蛋白复合体 288
9.4细胞周期、同源重组、基因转录控制的协同作用 290
9.4.1 同源重组和细胞周期的耦联 290
9.4.2同源重组与DNA双链断裂的修复 291
9.5 DNA复制、跨缺刻合成、DNA修复和同源重组的决定 291
9.6同源重组蛋白组分、DNA复制和DNA的拓扑学调控 294
9.7同源重组与其他DNA损伤修复机制的相互作用 295
参考文献及进一步阅读材料 296
9.8DNA复制、损伤修复、基因重组和细胞周期控制研究方向 296
第三篇基因稳定性与人类疾病 300
10肿瘤和癌症的发生 300
10.1肿瘤和癌症概述 300
10.1.1肿瘤和癌症 300
10.1.2人类肿瘤细胞中染色体畸变和基因突变 302
10.1.3在基因水平上的改变 309
10.1.4肿瘤和畸形染色体的相关性问题 309
10.1.5表位遗传控制和肿瘤 310
10.1.6细胞周期与肿瘤和癌症 312
10.2癌基因和抗癌基因 314
10.2.1与肿瘤发生有关的基因 314
10.2.2癌基因 316
10.2.3癌基因个案介绍 317
10.2.4肿瘤抑制基因 331
10.2.5肿瘤抑制基因个案介绍 333
10.2.6细胞转化机制概论 337
参考文献及进一步阅读材料 338
11基因组稳定性与人类疾病和衰老 340
11.1核小体的组装和脆性染色体综合征 341
11.1.1普通脆性位点 341
11.1.2稀有脆性位点 341
11.1.3染色体脆性位点的生物学意义 342
11.1.4脆性X染色体综合征 342
11.2核小体的修饰和基因表达与人类有关疾病 344
11.2.1 Rett综合征 344
11.2.2免疫缺陷－中心粒不稳定－面部发育畸形综合征 345
11.2.3染色质的结构、化学修饰、基因转录与人类疾病 345
11.2.4 SWI/SNF在肿瘤生长中的作用 346
11.3.1 DNA的损伤和修复与人类遗传病和肿瘤 347
11.3与DNA损伤修复有关的人类疾病 347
11.3.2基因重组和遗传病及肿瘤的关系 350
11.4与细胞凋亡有关的基因突变和人类疾病 363
11.4.1 Canale-Smith综合征 364
11.4.2细胞毒效应分子基因突变及有关的人类疾病 364
11.4.3细胞内细胞凋亡诱导子基因突变及其相关人类疾病 365
11.4.4细胞凋亡抑制蛋白基因bcl-2突变及人类疾病 366
11.4.5细胞凋亡抑制蛋白 366
11.5与三核苷酸扩增有关的人类神经和肌肉系统疾病 367
参考文献及进一步阅读材料 371
12环境、营养、生活行为、基因突变和人类健康 373
12.1环境和基因的稳定性 373
12.1.1概述 373
12.1.2环境和基因的相互作用 374
12.2.1直接利用清除活性氧小分子质量化合物和活性氧进行作用 386
12.2.2垃圾清除酶 386
12.1.3基因突变和肿瘤发生的相关性 386
12.2活性氧自由基 386
12.2.3细胞内存在着可以修复活性氧分子引起的损伤 387
12.2.4抗氧化剂和肿瘤 388
12.3生活环境和生活方式与人类健康 388
12.3.1烟草和健康 389
12.3.2酗酒 390
12.3.3熬夜 390
12.3.4汽车尾气 390
12.3.5癌症遗传病和不合理的饮食之间的关系 390
12.3.6运动可以防癌 395
参考文献及进一步阅读材料 395
索引 398