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1.1 核酸的组成2

第1章 核酸的结构2

1.2 DNA的结构4

1.2.1 DNA的一级结构4

1. 单核苷酸之间的连接方式4

2. 多核苷酸链中核苷酸的序列4

1.2.2 DNA的二级结构5

1. DNA二级结构的类型5

2. 维持DNA二级结构的稳定性的作用力9

3. DNA的变化与复性10

1.2.3 DNA的三级结构13

1. 超螺旋拓扑学13

2. 超螺旋状态的测定14

3. 拓扑异构酶与超螺旋15

1.3.1 细菌染色体DNA的结构16

1.3 染色体DNA的结构16

1.3.2 真核染色体DNA的结构17

1. 染色质与核小体17

2. 螺线管结构17

3. 突环和中期支架17

1.4 RNA的结构18

1.4.1 mRNA的基本结构18

1.4.2 r RNA的结构19

1.4.3 tRNA的结构21

1. tRNA的一、二级结构21

2. tRNA的三级结构22

小结24

思考题24

2.1.2 Ⅱ型限制性内切酶的特性25

2.1.1 限制性内切酶的类型25

2.1 限制性内切酶25

第2章 核酸研究有关工具酶25

2.1.3 影响Ⅱ型限制性内切酶活性的因素26

2.2 核酸连接酶27

2.3 聚合酶27

2.3.1 DNA聚合酶Ⅰ及其Klenow片段27

2.3.2 T4噬菌体DNA聚合酶28

2.3.3 T7噬菌体DNA聚合酶及测序酶29

2.3.4 Taq DNA聚合酶与PCR技术29

2.3.5 SP6RNA聚合酶及体外转录30

2.3.6 逆转录酶30

2.4.2 T4多核苷酸激酶31

2.5 核酸酶31

2.4.3 碱性磷酸酶31

2.4.1 末端脱氧核苷酸转移酶31

2.4 DNA及RNA修饰酶31

2.5.1 核酸酶S132

2.5.2 核酸外切酶Ⅲ32

2.5.3 RNA酶A32

2.5.4 DNA酶Ⅰ32

小结33

思考题33

第3章 DNA物理图谱构建与核酸序列测定34

3.1 DNA物理图谱的构建34

3.1.1 限制酶酶解法34

3.1.2 单点标记加部分酶解法35

3.1.3 片段杂交法36

3.1.4 根据全序列推测法37

3.1.5 电镜法37

3.2.1 化学断裂法38

3.2 DNA序列的测定38

3.2.2 末端终止法39

3.2.3 DNA序列结果分析45

3.2.4 人类基因组计划46

3.3 RNA序列测定47

3.3.1 利用逆转录酶将RNA转录为cDNA的直读法47

3.3.2 特异RNA酶酶解图谱法47

3.3.3 RNA链末端终止法48

3.3.4 RNA化学断裂法48

小结48

思考题49

4.1 化学合成DNA的方法50

4.1.1 基本原理50

第四章 核酸的人工合成50

4.1.2 常用方法51

1. 磷酸二酯合成法51

2. 磷酸三酯合成法51

3. 固相亚磷酸三酯合成法52

4.2 核酸人工合成的应用56

4.2.1 全合成或半合成目的基因56

4.2.2 制备引物和探针56

4.2.3 制备DNA接头56

4.2.4 制备定点突变体57

4.3 人工合成基因57

4.3.1 eglin C基因的设计58

4.3.2 寡核苷酸片段的合成与鉴定59

4.3.3 eglin C基因的装配59

小结60

思考题60

4.3.5 酶切检测与序列分析60

4.3.4 eglin C基因在M13mp9上的克隆60

第5章 DNA复制62

5.1 DNA的复制方式62

5.1.1 DNA的半保留复制62

5.1.2 DNA的其他复制方式63

5.2 参与DNA复制的酶和蛋白质64

5.2.1 DNA聚合酶64

5.2.2 DNA连接酶69

5.2.3 DNA解旋酶69

5.2.4 单链结合蛋白69

5.2.5 促旋酶69

5.3 DNA复制的过程69

5.3.1 复制的起始70

1.复制是从固定复制起始点开始的70

2.复制大多数是双向进行的71

5.3.2 DNA链的延伸72

1.DNA合成按5′→3′方向进行72

2.引发体与新生DNA链的延伸73

3.复制体与前导链和滞后链的合成74

4.真核DNA复制起始、延伸74

5.3.3 复制的终止78

5.3.4 复制的真实性79

5.4 端粒DNA复制与细胞衰老80

小结82

思考题83

第6章 DNA遗传重组84

6.1 异源双链DNA的重组84

6.1.1 从双链切口起始重组85

6.1.2 双链断裂可起始联会85

2.Holliday模型的证据87

1.Holliday模型的基本过程87

6.2.1 同源重组的Holliday模型87

6.2 同源重组87

3.重组形成的杂合双链的去向88

6.2.2 同源重组非交叉Holliday模型89

1.该模型基本过程89

2.细菌同源重组模型的证据89

6.2.3 同源重组中的重要蛋白质89

1.RecA蛋白在三个阶段中的作用89

2.RecBCD在同源重组中的作用90

6.3 非同源重组90

小结92

思考题93

7.2.1 切除修复的基本过程94

7.2 大肠杆菌切除修复系统94

7.1 概述94

第7章 DNA损伤修复94

7.2.2 核苷酸切除修复（NER）的机制95

7.2.3 NER选择性修复97

7.2.4 NER研究前景97

7.3 具有修复功能的尿嘧啶糖苷酶98

7.4 DNA的错配修复98

7.5 大肠杆菌的补偿系统100

7.6 RecA触发的SOS修复系统101

7.7 真核生物修复系统102

7.8 DNA损伤与细胞周期调控103

小结104

思考题105

8.1.2 遗传密码的破译106

8.1.1 三联密码概念的提出106

第8章 蛋白质生物合成106

8.1 遗传密码106

1.均聚核苷酸指导多肽链的合成107

2.密码子碱基组成的测定107

3.核糖体结合法测定密码子中核苷酸的顺序107

4.检测特定顺序共聚物指导合成的多肽107

8.1.3 密码子的主要特性109

1.通用性和例外109

3.不重叠110

4.无逗号110

8.1.4 tRNA的反密码子与密码子110

8.2.1 tRNA111

1.起始tRNA111

8.2 蛋白质生物合成的生物大分子111

2.校正tRNA112

3.延伸tRNA112

8.2.2 氨酰-tRNA合成酶112

8.2.3 核糖体114

1.核糖体的组成114

2.核糖体的结构与功能114

4.参与蛋白质合成的可溶性因子118

3.多核糖体118

8.3 蛋白质生物合成机制121

8.3.1肽链合成的起始121

1. 原核生物肽链合成的起始121

2. 真核生物蛋白质合成的起始123

3. 不依赖甲硫氨酸的翻译124

8.3.2 肽链的延伸126

1.结合126

8.3.3 肽链合成的终止127

3.移位127

2.转肽127

8.4 蛋白质事成抑制剂130

8.5 分泌蛋白、线粒体膜蛋白的合成130

8.5.1 分泌途径131

1.信号肽131

2.分泌蛋白的合成机制：边翻译边转运131

3.内质网中新生肽链糖基化修饰132

8.5.2 非分泌途径133

1.翻译后转运133

2.导肽133

小结134

思考题135

9.1.1 转录的基本条件137

2.启动子顺式作用元件137

1.RNA聚合酶137

3.反式作用因子137

9.1 原核基因转录137

第9章 原核基因转录与操纵子控制137

2.转录的起始138

1.模板链的识别与转录海的形成138

3.链的延伸138

9.1.2 原核基因转录反应138

9.2 操纵子控制类型139

9.2.1 操纵子的转录调控139

4.转录终止139

9.3.1 lac操纵子140

9.3 操纵子控制的实例140

1.利用突变鉴定调节基因140

9.2.2 正调控与负调控140

2.lac阻遏物负调控的分子基础142

3.分解代谢物与lac正调控145

9.3.2 ara操纵子147

1. ara操纵子基因组织147

2. ara操纵子的调控148

9.3.3 trp操纵子受到衰减机制的控制150

1. trp操纵子的基因组织150

2. trp操纵子的阻遏作用150

3. trp操纵子衰减机制151

2. mRNA二级结构对翻译的调控154

9.4 原核生物翻译水平上的调控154

9.4.1 翻译的自体调控154

1.RNA噬菌体mRNA翻译的自体调控154

3.r-蛋白翻译系统的自体调控155

4.T4噬菌体基因32的自体调控157

9.4.2 反义RNA对翻译的调控159

9.4.3 切割对mRNA翻译的调控161

9.4.4 严禁控制162

小结164

思考题165

第10章 λ噬菌体DNA和转座子166

10.1 λDNA的基因表达调控166

10.1.1 λDNA基因组及调控166

10.1.2 λDNA的整合与切割168

10.1.3 裂解途径168

1.裂解途径与溶源建立路线的关系168

2.裂解途径级联反应依赖于抗终止因子169

1.溶源的建立170

10.1.4 溶源的建立与维持170

2.溶源的维持172

1.竞争的胜负决定于CI/Cro比值176

10.1.5 溶源与裂解的选择176

2.进入溶源的生理条件和措施177

10.2 转座成分及转座机制177

10.2.1 细菌转座子177

1.转座子的类型177

2.转座的基本机制179

3.转座依赖基因表达调控180

10.2.2 玉米转座成分183

1.玉米控制因子的遗传学基础184

2.玉米转座子的两种类型元件184

3.Ac/Ds转座子的基本结构185

4.Spm元件影响基因表达185

小结187

思考题188

11.1 逆病毒基因组的特征189

11.1.1 逆病毒结构及其生活周期189

11.1.2 逆病毒基因组结构189

第11章 逆(转录)病毒与逆转座子189

1.负链DNA的合成191

2.正链DNA的合成191

11.1.3 逆病毒双链DNA的合成191

11.1.4 逆病毒DNA与转座192

11.2.1 HIV病毒颗粒193

11.1.5 逆病毒携带癌基因194

11.2 HIV的基因表达调控195

1.HIV结构基因197

2.HIV调节基因197

11.2.2 HIV基因组的结构197

11.2.3 HIV的转录调控198

1.上游远端调控区198

4. TAR区199

3. 基本启动子区199

11.2.4 HIV调节系统199

2.增强子区199

11.3 逆转座子的两大家族200

1.逆病毒转座子201

2.酵母Ty成分201

11.3.1 病毒型逆转座子大家族201

3.果蝇转座成分202

11.3.2 非病毒型逆转座子大家族205

1.RNA聚合酶Ⅱ转录物与逆转座205

2.RNA聚合酶Ⅲ转录物与逆转座206

小结207

思考题208

12.1 概述210

12.2 C值210

第12章 真核生物基因210

12.3 复性（杂交）动力学的应用211

12.3.1 提供基因组序列信息212

12.3.2 复性动力学参数的应用213

12.4.1 高度重复序列的特性214

12.4.2 中度重复序列的类别214

12.4 重复序列的特征及其功能214

1.串联重复序列215

2.分散重复序列215

12.5 非重复基因217

4.中度重复序列的功能217

12.5.1 非重复基因的表达217

3.丛集重复序列217

12.5.2 不同组织之间表达的基因的差异220

12.6 核外细胞基因组220

12.6.1 细胞器基因组是环状DNA221

12.6.2 叶绿体基因组编码约100种蛋白质和RNA222

12.6.3 酵母线粒体基因组比动物的大222

12.6.4 细胞器DNA的重组和重排224

小结225

思考题226

13.1 断裂基因由外显子和内含子构成227

13.1.1 外显子是保守的，内含子是可变的227

第13章 断裂基因227

13.1.2 不同真核断裂基因的大小及分布229

13.1.3 利用外显子保守性可分离相关基因230

3.一个DNA序列可以编码多个蛋白质232

2.丙酮酸激酶基因是编码不连续结构的元件232

13.1.5 内含子的种类和可能功能232

1.LDL受体基因外显子出现在其他蛋白质中232

13.1.4 外显子编码不连续结构的元件232

13.1.6 断裂基因在进化中的作用234

13.2 血红蛋白基因家族235

13.2.1 Hb基因排成两个发育上有序的基因簇236

13.2.3 珠蛋白基因表达调节元件237

1.顺式调节元件237

13.2.2 Hb基因成员全部是断裂基因237

13.2.4 发育阶段珠蛋白基因的正常表达238

13.2.5 血红蛋白合成遗传紊乱238

2.反式作用因子238

1.α地贫239

2.β地贫239

13.2.6 Hb基因表达异常的医学治疗240

13.3.2 基因扩增241

13.3.1 基因的丢失241

1.细胞分裂时核糖体扩增241

13.3 真核基因活性调节和基因重排241

13.3.3 基因重排242

3.氨甲蝶呤抗癌药物抗性242

1.酵母结合型的转换与基因重排242

2.绒毛膜激素基因扩增242

2.免疫球蛋白（Ig）基因家族成员表达与基因重排245

小结250

思考题251

14.1 真核基因转录的基本条件252

14.1.1 真核RNA聚合酶252

第14章 真核基因表达转录水平上的调控252

14.1.2 顺式作用元件253

14.1.3 反式作用因子254

14.2 真核基因转录调控255

14.2.1 RNA聚合酶Ⅰ的转录调控256

14.2.2 RNA聚合酶Ⅱ的转录调控257

14.2.3 RNA聚合酶Ⅲ的转录调控258

1.启动子区的结构258

2.参与转录起始的因子259

3.基础转录起始复合物的装配259

1.解抑制作用261

2.激活作用261

14.2.4 真核基因转录的激活261

14.3.1 识别DNA特异序列的结构域262

1.Homeo结构域（HD）262

14.3 转录因子对基因表达调控的分子基础262

14.3.2 转录激活结构域263

4.碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）结构域263

1.酸性结构域263

3.亮氨酸拉链结构域（LZ）263

2.锌指结构域（ZFD）263

2.富含谷氨酰胺的结构域264

3.富含脯氨酸的结构域264

14.3.3 蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用对转录激活的调节266

14.4.1 RNA前体的加工与剪接267

1.rRNA前体的加工267

14.4 转录后调控与信息扩展267

2.tRNA前体的加工269

14.4.2 snoRNA参与RNA加工271

1.通过套索结构进行核剪接273

2.剪接体与mRNA的剪接273

14.4.3 mRNA前体的加工与剪接273

14.4.4 顺式剪接与反式剪接275

14.5 其他转录调控机制277

14.5.2 变换选择剪接位点278

14.5.3 mRNA降解的控制278

14.5.1 变换选择转录起始位点278

14.6 RNA编辑279

14.6.1 碱基的替换280

14.6.2 碱基的插入280

14.6.3 向导RNA（gRNA）281

小结281

思考题282

15.2 可逆磷酸化对翻译的调控283

15.1 真核mRNA翻译起始的模式283

15.2.1 eIF-2磷酸化对翻译起始的抑制作用283

第15章 真核基因表达翻译水平上的调控283

15.2.2 酵母eIF-2磷酸化对GCN4 mRNA翻译起始的激活作用285

2.AUG旁侧序列与翻译起始效率286

1.起始密码子AUG与翻译起始调控286

3. 5′UTR二级结构对翻译起始的影响286

15.3.1 5′非翻译区（5′UTR）结构对翻译起始的调控286

15.3 mRNA的结构对翻译的调控286

3.UA序列的作用287

2.Poly（A）尾巴对翻译的调控287

15.4 mRNA的稳定性287

1. 终止密码子的选用287

15.3.2 3′非翻译区结构对翻译的调控287

15.5 tmRNA监控缺陷的mRNA288

15.6 翻译后蛋白质前体的加工289

15.6.1 前体N端前导肽的切除290

15.6.2 前体的加工291

15.6.3 翻译后蛋白质的修饰291

15.6.4 蛋白质的自剪接292

15.6.5 新生肽链的卷曲296

2.Hsp70和Hsp60在蛋白质折叠中的协同作用297

15.6.6 滞留监护与蛋白质分拣297

1.Hsp70在蛋白质折叠中的作用297

小结298

思考题299

1. 染色体DNA大片段的制备301

16.1.1基因组文库的构建301

2.外源DNA片段与载体的连接301

16.1 真核基因的克隆301

第16章 基因工程原理及其应用301

3.体外包装和转染细胞302

4.筛选与鉴定306

16.1.2 cDNA基因库的构建307

1.单链（第一链）cDNA的合成307

2.双链（第二链）cDNA的合成309

3. cDNA的克隆309

4.转化312

16.2.2 外源真核基因导入哺乳动物细胞的方法313

16.2.1 哺乳类细胞表达外源基因必需的元件313

1.DNA-磷酸钙共沉淀法313

16.2 真核基因的表达313

5.电穿孔法314

4.原生质体融合法314

6.基因枪法314

3.脂质体转染法314

2.DEAE-葡聚糠转染法314

3.Northern印迹法315

2.Western印迹法315

16.2.4 由克隆的cDNA表达高水平蛋白质G-CSF315

1.原位放射免疫法315

16.2.3 基因表达产物的检测315

16.3 聚合酶链反应（PCR）技术317

16.3.1 PCR技术的原理317

16.3.2 PCR与基因克隆318

16.4.1 反义RNA319

1.对基因表达的调节作用319

16.4 反义技术319

3.反义RNA导入细胞的方法320

16.4.2 反义寡核苷酸320

2.利用重组技术产生反义RNA320

1.对基因表达的调节作用321

16.4.3 反基因寡核苷酸323

16.4.4 核酶323

2.反义寡核苷酸323

1.剪接型324

2.剪切型324

3.肽核酸的应用325

2.肽核酸的生物学作用325

16.5 基因打靶325

1.肽核酸的特性325

16.4.5 肽核酸325

16.5.3 同源重组细胞的筛选326

16.5.2 靶细胞的选择326

1.正负双向选择法326

16.5.1 基因打靶的原理326

16.6 基因工程技术的应用327

16.5.4 基因打靶与转基因动物327

16.6.1 反义技术的应用327

3.PCR法327

2.正向选择法327

1.基因功能的测定328

2.用于新药的研制328

16.6.2 基因打靶技术的应用329

1.研究动脉粥样硬化症的病因329

2.研究炎症反应机制330

16.6.3 PCR在法医学上的应用330

16.6.4 抗癌基因p53与肿瘤治疗331

16.7 基因组研究进展333

16.7.1 功能基因组学研究进展333

16.8.1 蛋白组学的研究内容337

16.8 蛋白质组学研究337

16.8.2 蛋白质组学研究技术337

16.7.2 人类全基因组序列完成后的工作337

16.8.3 蛋白质组学研究进展339

参考文献342

2.简并性409