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第一篇 生物分子结构与功能1

第一章 氨基酸和核苷酸1

第一节 氨基酸的结构与功能2

一、构成蛋白质的氨基酸均为L-α构型2

二、氨基酸的侧链结构决定其功能2

三、氨基酸及其衍生物具有形成多肽链外的多种重要功能5

四、氨基酸的理化性质是其分离和鉴定的依据6

第二节 核苷酸的结构与功能9

一、戊糖、磷酸和碱基是核苷酸的基本组成成分9

二、核苷酸在人体具有除构成核酸外的多种功能12

三、核苷酸的理化性质是其分离鉴定的基础13

第二章 多肽与蛋白质16

第一节 肽和蛋白质的一级结构16

一、肽和蛋白质是由氨基酸组成的多聚体16

二、蛋白质的分子组成和结构极其复杂18

三、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构19

四、蛋白质一级结构比对可用于同源蛋白质分析19

第二节 肽、蛋白质的高级结构20

一、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构20

二、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成三级结构24

三、多亚基的蛋白质具有四级结构27

第三节 蛋白质结构与功能的关系28

一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础28

二、蛋白质空间结构表现功能30

三、蛋白质的化学修饰、相互作用可改变其功能32

四、生物信息学探讨蛋白质的结构与功能关系32

第四节 蛋白质的理化性质33

一、蛋白质具有两性解离性质33

二、蛋白质具有胶体性质33

三、很多因素可引起蛋白质变性34

四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰34

五、蛋白质呈色反应可用于溶液蛋白质测定34

第五节 蛋白质的分离、纯化、鉴定和结构分析34

一、透析及超滤法可清除蛋白质溶液中的小分子化合物34

二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法35

三、电泳是蛋白质分离与鉴定的常用方法35

四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离36

五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离36

六、用化学或反向遗传学方法可分析或演绎多肽链的氨基酸序列37

七、用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构测定或预测38

第六节 血浆蛋白质39

一、采用电泳法可将血浆蛋白质分成若干组分39

二、血浆中大多数蛋白质具有特殊的生物学功能40

第三章 多聚核苷酸和核酸44

第一节 多聚核苷酸44

一、多聚核苷酸就是核苷酸的多聚物44

二、多聚核苷酸链在细胞内通过复制和转录而合成45

三、多聚核苷酸链可在体外经多种方式合成45

四、核苷酸的排列顺序就是多聚核苷酸链的一级结构46

第二节 DNA的结构和功能46

一、DNA的二级结构是右手双螺旋46

二、DNA在二级结构基础上形成超螺旋结构49

三、DNA是生物遗传信息的载体52

第三节 RNA的结构和功能53

一、信使RNA结构含有氨基酸编码序列53

二、转运RNA含有接纳氨基酸和mRNA识别序列55

三、核糖体RNA与核糖体蛋白组成核糖体56

四、非信使小RNA具有多样性57

第四节 核酸的理化性质59

一、核酸具备多种基本物理化学性质59

二、核酸变性、复性是很多分子生物学技术操作的基础60

三、核酸与其他分子的相互作用61

四、核酸的化学修饰62

第五节 核酸（水解）酶62

一、核酸酶有多种62

二、核糖核酸酶是一类RNA内切酶62

三、不同脱氧核糖核酸酶有不同的作用方式和产物63

四、N-糖苷酶可移去碱基63

第四章 糖与复合糖65

第一节 单糖、二糖与多糖66

一、单糖是体内多种代谢途径的参与者66

二、二糖是体内最常见的寡糖66

三、多糖是自然界糖类物质的主要存在形式67

第二节 复合糖67

一、各种糖蛋白的含糖量和聚糖结构差异显著68

二、蛋白聚糖由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成71

三、糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成72

第三节 聚糖的生物信息与功能74

一、聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需74

二、结构多样性的聚糖蕴含生物信息76

第五章 脂和生物膜78

第一节 脂类与复合脂79

一、脂类结构成分复杂且非均一79

二、甘油三酯是甘油的脂肪酯79

三、含磷酸的脂类统称为磷脂82

四、胆固醇是含环戊烷多氢菲的脂类84

第二节 生物膜及跨膜转运86

一、以脂类和蛋白质为主组成的脂双层是生物膜的基本结构86

二、不同物质通过脂膜跨膜转运的机制不同87

第三节 脂分析技术89

一、脂提取需要有机溶剂90

二、吸附色谱法可根据极性将不同的脂分离90

三、气-液色谱法可分离挥发性脂衍生物的化合物90

四、特殊的水解方法有助于脂类结构的分析90

五、质谱法可用来分析脂的结构91

第六章 维生素和无机元素92

第一节 脂溶性维生素93

一、脂溶性维生素结构、功能不一93

二、脂溶性维生素缺乏可导致疾病96

第二节 水溶性维生素97

一、大多数水溶性维生素是辅酶的成分97

二、一些水溶性维生素缺乏可导致疾病102

第三节 钙和磷103

一、钙、磷在体内分布广泛、功能重要103

二、钙磷代谢与骨的代谢密切相关103

三、钙磷代谢受三种激素的调节104

第四节 微量元素105

一、铁是体内含量最多的微量元素106

二、微量元素与体内活性物质功能有关106

第五节 维生素及微量元素分析108

一、分光光度法和高效液相色谱法可用于分析维生素含量108

二、微量元素的分析方法主要为传统分析法和原子吸收光谱分析法109

第七章 酶与催化反应111

第一节 酶和酶促反应112

一、化学反应具有动力学和热力学特性112

二、酶的化学本质是蛋白质113

三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类115

四、酶可按其所催化反应的类型予以命名115

五、同工酶催化相同的化学反应116

第二节 酶的工作原理117

一、酶具有与一般催化剂相似的工作原理117

二、酶具有不同于一般催化剂的显著特点118

三、酶活性中心是酶分子中与底物结合并将底物转化为产物的特定部位119

四、酶对底物具有多元催化作用120

第三节 酶促反应动力学122

一、采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力学122

二、酶促反应速率受底物浓度的影响123

三、在一定条件下酶促反应速率与酶浓度呈正相关127

四、酶促反应速率受反应系统温度的双重影响127

五、酶促反应速率受反应体系pH的影响127

六、激活剂可加速酶促反应速率128

七、抑制剂对酶活性可表现出可逆或不可逆性抑制作用128

第四节 酶活性的调节132

一、调节酶的活性可受别构效应剂的调节132

二、一些调节酶可在催化方向相反的两种酶的作用下发生共价修饰133

三、酶原需经激活后才具有催化活性133

第五节 酶与医学134

一、酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关134

二、酶作为试剂可用于生物化学分析135

三、酶工程是对酶进行改造的新型应用技术135

第二篇 物质代谢与能量代谢139

第八章 生物氧化与氧化磷酸化139

第一节 生物氧化反应及氧化还原酶基本类型140

一、体内进行的氧化还原反应就是生物氧化140

二、很多氧化酶直接以氧为受氢／电子体140

三、不需氧脱氢酶不能直接以氧为受氢体141

第二节 线粒体氧化体系与氧化磷酸化141

一、呼吸链就是由电子传递体组成的氧化还原体系141

二、呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP的过程偶联进行148

三、ATP在机体能量的生成、储存、利用过程起核心作用152

四、线粒体内膜选择性地转运代谢物153

第三节 呼吸链功能调节及线粒体功能失调155

一、ADP/ATP相互转换是调节氧化磷酸化速率的主要因素155

二、甲状腺素刺激机体耗氧量和产热同时增加155

三、三类氧化磷酸化抑制剂作用机制不同155

四、DNA突变影响氧化磷酸化并导致多种疾病156

第四节 细胞抗氧化体系和非线粒体氧化-还原反应体系157

一、抗氧化体系具有清除反应活性氧功能157

二、细胞微粒体中存在加氧酶类159

第五节 线粒体功能分析基本原理160

一、呼吸功能和内膜电位等指标评价线粒体氧化还原功能160

二、测定蛋白复合物活性反映呼吸链电子传递功能160

第九章 糖代谢163

第一节 糖代谢概况164

一、糖的主要生理功能是氧化供能164

二、糖的消化吸收是在小肠进行的164

三、糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应164

第二节 葡萄糖的无氧氧化165

一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段165

二、糖酵解的调控是对三个调节酶活性的调节166

三、糖无氧氧化的主要生理意义是在机体缺氧状况下迅速供能168

第三节 葡萄糖的有氧氧化168

一、糖的有氧氧化反应分为3个阶段168

二、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式169

三、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求170

四、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化171

第四节 戊糖磷酸途径171

一、戊糖磷酸途径的反应过程可分为两个阶段171

二、戊糖磷酸途径主要受NADPH/NADP＋比值的调节173

三、戊糖磷酸途径的生理意义是生成NADPH和5-磷酸核糖174

第五节 糖原的合成与分解175

一、糖原合成的代谢反应主要发生在肝和骨骼肌175

二、糖原分解不是糖原合成的逆反应176

三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节176

第六节 糖异生178

一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆行反应179

二、糖异生的调节与糖酵解的调节彼此协调181

三、糖异生的主要生理意义是维持血糖浓度的恒定182

四、肌肉收缩产生的乳酸被其他组织利用而形成乳酸循环182

第七节 其他单糖的代谢概况183

一、果糖被磷酸化后进入糖酵解途径183

二、半乳糖可转变为葡糖-1-磷酸成为糖酵解的中间代谢物183

三、甘露糖可转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解途径183

第八节 血糖及其调节184

一、血糖的来源和去路相对平衡184

二、血糖水平的平衡主要受到激素调节184

第九节 糖代谢与疾病的关系186

一、先天性酶缺陷导致糖原累积症186

二、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖代谢紊乱186

第十章 三羧酸循环189

第一节 三羧酸循环的发现189

一、三羧酸循环是三类营养物质氧化分解的（共同）第二阶段189

二、Krebs发现三羧酸循环189

第二节 三羧酸循环的反应过程190

一、TCA循环由八步反应组成循环反应途径190

二、一次TCA循环生成2分子CO2193

三、TCA循环的中间产物本身并无量的变化194

第三节 三羧酸循环的调控194

一、丙酮酸脱氢酶复合体的活性变化可影响乙酰CoA的生成194

二、TCA循环受底物、产物和调节酶活性调节194

三、TCA循环的多种酶以复合体形式存在于线粒体195

第四节 三羧酸循环的生理意义195

一、TCA循环是一条“两用代谢途径”195

二、TCA循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义196

第五节 三羧酸循环关键反应的分析原理197

一、采用分光光度法测定硫氢辅酶A生成量分析柠檬酸合酶活性197

二、采用分光光度法检测NADH生成量分析异柠檬酸脱氢酶活性197

三、采用分光光度法测定NADH生成量分析α-酮戊二酸脱氢酶活性198

四、采用分光光度法测定顺乌头酸生成量分析顺乌头酸酶活性198

第十一章 脂类代谢200

第一节 脂质的消化吸收201

一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化食入脂质201

二、吸收的脂质经再合成进入血液循环201

三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用201

第二节 甘油三酯代谢202

一、不同组织／器官以不完全相同的途径合成甘油三酯202

二、内源性脂肪酸由脂酰CoA在脂肪酸合酶体系催化下合成203

三、一些多不饱和脂酸衍生物具有重要生理功能207

四、甘油三酯分解氧化产生大量ATP供机体需要209

第三节 磷脂代谢215

一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物215

二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解219

三、鞘氨醇是神经鞘磷脂合成的重要中间产物219

四、神经鞘磷脂在神经鞘磷脂酶催化下降解220

第四节 胆固醇代谢220

一、机体利用乙酰CoA合成胆固醇220

二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路222

第五节 血浆脂蛋白代谢222

一、血脂是血浆所有脂质的统称222

二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式223

三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径225

四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症228

第十二章 氨基酸代谢230

第一节 氨基酸代谢概况230

一、氮平衡状态反映氨基酸摄入与消耗的状态230

二、氨基酸在体内满足各种生理需求231

第二节 体内氨基酸的来源232

一、机体从食物蛋白质获取氨基酸232

二、体内蛋白质降解释放氨基酸235

三、营养非必需氨基酸可在体内通过不同途径合成236

第三节 氨基酸氮的代谢240

一、脱氨基是氨基酸分解代谢的起始反应240

二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺形式转运243

三、肝合成尿素是机体排泄氨的主要方式244

第四节 氨基酸碳链骨架的代谢248

一、某些α-酮酸可直接氨基化而重新形成氨基酸248

二、氨基酸脱氨基后的碳链骨架可转变成糖或酮体249

三、氨基酸脱氨基后的碳链骨架可彻底氧化分解供能250

第五节 氨基酸代谢转换产生的特殊产物250

一、机体利用某些氨基酸产生具有生物活性的胺类化合物251

二、通过分解氨基酸可获得—碳单位252

三、含硫氨基酸可产生重要的化学修饰基团254

四、机体利用氨基酸合成其他含氮化合物255

第十三章 核苷酸代谢259

第一节 核苷酸代谢概论260

一、核苷酸具有多种生物学功能260

二、核苷酸的合成代谢有从头合成和补救合成两种途径260

三、核苷酸的降解和补救合成具有重要生物学意义260

四、磷酸核糖焦磷酸是从头合成和补救合成途径的交叉点261

第二节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢261

一、嘌呤核苷酸的从头合成起始于5'-磷酸核糖261

二、嘌呤核苷酸的补救合成代谢存在两种方式263

三、嘌呤核苷酸经分解代谢产生尿酸264

四、嘌呤核苷酸的合成代谢受反馈抑制调节264

第三节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢266

一、嘧啶核苷酸的从头合成过程比嘌呤核苷酸简单266

二、嘧啶核苷酸的补救合成与嘌呤核苷酸的补救合成类似267

三、嘧啶核苷酸经分解产生小分子可溶性物质268

四、嘧啶核苷酸合成代谢受精细调节269

第四节 体内核苷酸的转化270

一、核糖核苷二磷酸还原生成脱氧核糖核苷酸270

二、核苷二磷酸和核苷三磷酸可以相互转化271

第五节 核苷酸代谢与医学的关系271

一、核苷酸代谢障碍可引发多种疾病271

二、抗代谢物的药用机制主要在于阻断核苷酸合成途径272

第十四章 非营养物质代谢275

第一节 肝的生物转化作用275

一、体内非营养性物质有内源性和外源性两类275

二、肝是非营养性物质进行生物转化的主要器官276

三、肝的生物转化反应可分为两相276

四、生物转化反应具有连续性、多样性及双重性的特点280

五、生物转化作用受许多因素的调节和影响281

第二节 胆汁酸的代谢282

一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁282

二、胆汁酸促进脂类的消化、吸收和胆固醇排泄283

三、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分283

四、胆汁酸的肠肝循环有利机体对胆汁酸的再利用287

第三节 血红素的生物合成288

一、血红素的化学结构288

二、血红素的生物合成及调节288

第四节 胆色素的代谢与黄疸291

一、胆色素铁卟啉化合物的分解代谢产物291

二、胆红素的生成及空间结构291

三、血液中的血红素主要与清蛋白结合而运输292

四、胆红素在肝细胞中转化为结合型胆红素并分泌入胆小管293

五、胆红素在肠道内经历转化及肠肝循环294

六、血液胆红素含量增高可出现黄疸295

第十五章 物质代谢调节与整合300

第一节 代谢的稳态和整体性301

一、代谢调节维持稳态301

二、各种物质代谢途径整合为统一的整体301

第二节 肝在代谢调节与整合中的作用303

一、肝是物质代谢的核心器官303

二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官304

三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所304

四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的特殊功能305

第三节 肝外组织／器官的代谢特点及联系305

一、脂肪组织是机体最重要的“能储”305

二、脑氧化葡萄糖和酮体供能并具有特殊的氨基酸稳态机制305

三、心肌以有氧氧化分解脂肪酸、酮体和乳酸供能为主306

四、骨骼肌兼具有氧氧化和酵解供能机制306

第四节 物质代谢调节机制306

一、细胞水平的调节包括酶活性和酶含量调节306

二、激素通过特异受体和信号途径调节代谢310

三、整体调节就是在神经主导下激素调节器官代谢的整合311

第三篇 遗传信息的复制与传递317

第十六章 DNA的合成及重组317

第一节 基因组复制的主要特点318

一、基因组是细胞或病毒全部遗传信息的总和318

二、基因组DNA复制具备一些共同特征318

三、不同基因组DNA通过不同的模式进行复制320

四、不同基因组RNA可通过不同的模式进行复制320

第二节 DNA复制过程321

一、原核生物DNA复制体现了复制的基本过程和特征321

二、真核生物DNA复制和原核生物相似但更为复杂326

三、线粒体和噬菌体DNA复制具有特殊方式332

第三节 DNA的反转录合成333

一、反转录酶以tRNA为引物合成双链cDNA334

二、反转录病毒基因组通过cDNA中间体进行复制335

第四节 DNA损伤修复336

一、多种因素通过不同形式可引起DNA损伤336

二、DNA损伤修复系统有多种类型337

三、DNA损伤修复具有重要的生物学意义340

第五节 DNA重组341

一、同源重组是最基本的DNA重组方式341

二、特异位点重组是特异位点间的遗传信息整合342

三、转座重组是插入序列和转座子介导的DNA移位344

第十七章 RNA的合成347

第一节 RNA合成概述348

一、RNA合成有DNA依赖的RNA合成和RNA依赖的RNA合成两种方式348

二、DNA依赖的RNA合成是不对称转录348

第二节 DNA依赖的RNA合成349

一、RNA转录由DNA依赖的RNA聚合酶催化349

二、RNA聚合酶通过结合启动子启动转录351

三、某些特异序列——终止子是RNA合成的终止信号355

第三节 RNA的加工356

一、真核细胞mRNA由hnRNA经转录后加工成为成熟分子356

二、rRNA和tRNA加工通过核酸酶催化和修饰完成359

三、一些内含子RNA具有自我剪接和催化功能363

四、通过转录后编辑一些基因可产生多种产物364

第四节 RNA依赖的RNA合成365

一、病毒RNA基因组通过RNA依赖的RNA聚合酶进行复制365

二、复制酶只特异识别和复制病毒RNA但缺乏校正功能365

第五节 基因组RNA复制的主要特点365

一、大多数RNA病毒的基因组是单链RNA分子365

二、病毒基因组RNA复制利用宿主翻译系统合成有关酶和蛋白质366

第十八章 蛋白质的合成与加工368

第一节 蛋白质合成体系的组成369

一、mRNA是蛋白质／多肽链合成的模板369

二、一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由几种tRNA转运370

三、rRNA与蛋白质组成核糖体——蛋白质合成场所371

四、蛋白质合成体系组成还需要其他辅助因子372

第二节 蛋白质的合成过程373

一、氨基酸活化成氨基酰-tRNA373

二、起始阶段形成翻译起始复合物373

三、新生肽链通过核糖体循环而延长376

四、肽链合成终止阶段释放新生肽链377

第三节 翻译后的折叠和加工修饰378

一、新生肽链经历翻译后修饰378

二、折叠是肽链高级结构形成的过程380

三、亚单位聚合形成多亚基蛋白质383

四、蛋白质合成后经靶向输送到细胞特异区间383

第四节 蛋白质生物合成与医学的关系383

一、病毒利用宿主蛋白质合成体系进行复制384

二、许多抗生素通过抑制细菌蛋白质合成发挥作用384

三、某些活性物质通过抑制细胞或病毒的蛋白质合成发挥作用385

第十九章 遗传信息传递的整体性387

第一节 基因组学388

一、基因组就是一种生物拥有的所有遗传信息的总合388

二、基因组学包括结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学388

三、结构基因组学的主要任务是基因组作图和大规模测序388

四、功能基因组学系统探讨基因的活动规律390

第二节 转录组学391

一、转录组学研究全部RNA的表达及功能391

二、转录组学的核心工作是分析基因表达谱391

三、芯片、SAGE和MPSS是转录组学研究主要技术391

四、RNA组学研究全部非mRNA小RNA的集合393

第三节 蛋白质组学393

一、研究细胞内所有蛋白质组成及其活动规律是蛋白质组学的中心任务393

二、二维电泳—生物质谱是蛋白质组学研究的常用技术394

三、蛋白质相互作用研究是认识蛋白质功能的重要内容394

第四节 “组学”在医学中的应用395

一、疾病基因组学研究疾病相关基因揭示疾病发病机制395

二、药物基因组学研究遗传变异对药物效能和毒性的影响396

三、肿瘤基因组解剖工程阐明肿瘤相关基因397

四、代谢组学研究内源性代谢物质的动态变化规律及与生物过程的联系397

第四篇 基因表达调控401

第二十章 原核生物基因表达调控401

第一节 原核生物基因表达特点402

一、操纵子是原核生物的基因转录单元402

二、原核生物中mRNA的转录、翻译和降解偶联进行402

三、mRNA所携带的信息差别很大403

第二节 原核生物基因表达的转录水平调控403

一、转录调控是以特定的DNA序列和蛋白质结构为基础403

二、特定蛋白质与DNA结合后控制转录起始404

三、原核基因表达的转录过程可通过不同模式进行调控408

第三节 原核生物基因表达的翻译水平调控412

一、SD序列决定翻译起始效率412

二、mRNA的稳定性是决定翻译产物量的重要因素414

三、翻译产物可对翻译过程产生反馈调节效应414

四、小分子反义RNA参与调节蛋白质合成415

第四节 λ噬菌体的基因表达调控416

一、λ噬菌体调控区段的表达产物与生活周期有关416

二、cl基因表达的阻遏蛋白封闭大部分基因使λ进入溶原周期418

第二十章 真核基因表达调控420

第一节 真核基因表达调控的特征421

一、顺式作用元件是决定真核基因转录活性的关键因素之一421

二、反式作用因子和顺式作用蛋白是真核基因的转录调节蛋白422

三、正性调节占主导的真核基因表达调控机制更加复杂425

第二节 真核基因表达的染色质水平调控426

一、常染色质区内的基因有转录活性426

二、组蛋白修饰改变染色质活性426

三、转录活性基因启动子区甲基化程度低427

第三节 真核基因表达的转录水平调控428

一、转录起始调控发生在转录起始复合物的组装过程428

二、转录后调控涉及修饰、剪接、编辑、定向转运多个环节428

第四节 真核基因表达的翻译水平调控433

一、翻译起始因子-2的磷酸化调节蛋白质翻译433

二、5'端或3'端非翻译区特异RNA结合蛋白介导蛋白质翻译负调控433

三、真核mRNA不同翻译起始点的调控434

第二十二章 基因表达与细胞信号转导的偶联机制436

第一节 细胞信号转导机制概述436

一、细胞内存在复杂的信号转导网络437

二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号437

三、第二信使的浓度和分布变化是重要的信号转导方式437

四、细胞信号通路由分子开关控制438

五、细胞信号转导通路的结构基础是蛋白质复合物439

六、细胞信号转导的规律和特征439

第二节 控制基因表达的细胞信号转导网络439

一、细胞通过改变基因表达状态适应细胞内外环境439

二、细胞内存在复杂的控制基因表达的信号转导网络440

第三节 核受体介导的基因表达调控信号转导445

一、核受体超家族大多具有转录因子结构445

二、配体类型或结构域是核受体超家族分类的依据445

三、核受体作为转录因子直接调节靶基因的表达446

四、辅（助）调节因子参与核受体介导的基因表达调控447

第四节 膜受体介导的信号转导通路与基因表达调控448

一、膜受体介导的信号转导途径与基因表达调节偶联448

二、几种典型的信号转导通路与基因表达调控偶联449

第五篇 DNA操作455

第二十三章 DNA操作的基本技术455

第一节 核酸印迹技术与分子杂交456

一、Southern印迹可用于分析基因拷贝数的变化456

二、Northern印迹和RT-PCR可用于分析基因转录水平的变化456

三、原位分子杂交技术可用于基因及其表达产物的定位分析457

第二节 聚合酶链式反应458

一、PCR技术分析基因及其产物459

二、PCR技术可以进行实时、定量分析459

三、PCR结合免疫沉淀扩增与蛋白质结合的DNA序列459

第三节 DNA序列测定460

一、DNA序列分析有双脱氧链终止法和化学裂解法461

二、DNA序列分析揭示基因和基因组一级结构／变化461

第四节 DNA芯片技术462

一、利用DNA芯片技术可同时进行高通量基因转录活性的分析462

二、染色质免疫共沉淀与芯片技术结合检测蛋白质-DNA相互作用463

三、芯片技术的发展——蛋白质芯片和组织芯片464

第五节 酵母及哺乳动物细胞杂交系统465

一、酵母双杂交探测蛋白—蛋白的相互作用465

二、酵母单杂交系统需要构建“报告”细胞467

三、蛋白质-RNA相互作用也可采用酵母三杂交系统进行分析468

第二十四章 重组DNA技术470

第一节 重组DNA技术中常用的工具酶471

一、限制性核酸内切酶用于切割DNA471

二、DNA连接酶用于催化DNA片段连接472

三、重组DNA技术中还需使用其他常用工具酶472

第二节 目的DNA的获取473

一、化学合成法可直接合成目的DNA473

二、从基因组DNA文库中获取目的DNA474

三、从cDNA文库中获取目的DNA474

四、经PCR获取目的DNA475

五、通过特异杂交系统获取某些转录因子的编码DNA475

第三节 重组DNA技术中的DNA载体475

一、克隆载体用于外源DNA的克隆和无性繁殖475

二、表达载体用于外源DNA的表达476

三、特殊载体具有特定用途481

四、载体上的常用标志或标签有多种483

第四节 DNA克隆的基本过程483

一、分离获取目的DNA有多种方法（分）483

二、根据DNA克隆的目的选择与准备适当载体（择）484

三、目的DNA与适宜载体连接形成重组DNA（接）484

四、将重组DNA转入适宜的宿主细胞进行扩增（转）485

五、筛选与鉴定重组DNA有多种方法（筛）486

第五节 常用的原核、真核细胞表达体系489

一、原核细胞表达体系主要利用细菌表达外源蛋白489

二、真核细胞表达体系利用多种真核细胞表达外源蛋白490

第六节 重组DNA技术的应用492

一、重组DNA技术广泛应用于发展蛋白质／多肽类药物与疫苗492

二、重组DNA技术应用于真核细胞转基因和基因打靶492

三、重组DNA技术还应用于其他诸多方面493

第二十五章 基因结构分析的基本策略495

第一节 基因序列结构的生物信息学检索和比对分析495

一、通过数据库进行基因序列的同源性检索及比对495

二、利用基因数据库查找基因序列497

三、将基因序列定位到染色体（定位分析）498

第二节 基因转录起始点的鉴定498

一、基因转录起始点位于起始子序列内498

二、有几种方法可用于基因转录起始点的序列分析499

第三节 启动子的结构及功能分析504

一、采用实验结合信息检索策略分析启动子结构504

二、多种实验用于启动子的功能分析507

第四节 编码区结构分析508

一、基因编码区具有结构特征508

二、有几种技术可用来分析基因编码区的结构509

第二十六章 基因表达及功能分析的基本策略512

第一节 基因表达的分析策略513

一、通过检测mRNA揭示基因转录水平的表达特征513

二、通过蛋白质检测揭示基因翻译水平的表达特征515

三、高通量检测技术成为基因表达研究的有力工具516

第二节 生物信息学在预测基因功能中的应用518

一、利用生物信息学方法进行基因功能注释518

二、利用生物网络全面系统地了解基因的功能519

三、复杂疾病的生物信息学研究策略包括信息提取、分析和建模521

第三节 基因的生物学功能鉴定技术522

一、采用功能获得策略鉴定基因的功能522

二、采用功能失活策略鉴定基因的功能523

三、随机突变筛选策略526

第六篇 基因疾病与治疗529

第二十七章 基因与疾病529

第一节 基因与疾病概述529

一、人类所有疾病均可视为基因病529

二、疾病基因与遗传易感性有关530

三、基因突变可能诱发疾病532

四、基因突变改变表达产物的“质”和“量”引起疾病534

第二节 人类单基因疾病535

一、常染色体显性遗传疾病呈高度异质性和复杂性535

二、常染色体隐性遗传病突变基因及表型也呈高度异质性和复杂性536

三、X连锁遗传病是由X染色体上的基因突变引起538

第三节 多基因复杂性状疾病539

一、多基因复杂性状疾病涉及多基因和多因素539

二、癌症发生发展机制涉及多基因多因素540

三、其他疾病也涉及易感基因545

第二十八章 基因诊断与基因治疗547

第一节 基因诊断学基础547

一、基因诊断检测的目标分子是DNA、RNA或蛋白质547

二、分子生物学、分子遗传学原理和技术是基因诊断的基础548

三、结合目的选择基因诊断技术路线和方法551

第二节 遗传病的基因诊断554

一、血红蛋白病针对血红蛋白结构或珠蛋白肽链量异常进行诊断554

二、对血友病先检查基因倒位再进行遗传标志连锁分析及其他分析556

三、脆性X综合征诊断也有多种方法557

第三 节恶性肿瘤的基因诊断558

一、检测原癌基因和抑癌基因558

二、介绍几种常见肿瘤的基因诊断559

第四节 基因诊断在法医学上的应用560

一、多态性遗传标记具有个体特异性560

二、DNA指纹用于法医学诊断561

第五节 基因治疗的概念及策略562

一、基因治疗有几种策略562

二、基因转移技术有直接和间接两条途径563

三、基因干预抑制基因表达实现治疗目的565

四、基因治疗应用研究显示潜力566

五、基因治疗尚有重要困难（问题）待解决568

名词释义570

中英文对照索引580

英中文对照索引619