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绪论1

一、分子生物学发展简史1

二、分子生物学的主要研究内容3

三、分子生物学与其他学科及医学的关系4

第一章 基因和基因组6

第一节 DNA的结构和功能6

一、DNA的一级结构7

二、DNA的二级结构7

三、DNA的超螺旋结构10

四、染色体结构11

五、染色体外DNA13

第二节 RNA的结构和功能15

一、RNA组成15

二、RNA结构15

三、RNA分类16

第三节 基因20

一、基因的基本概念20

二、基因的基本结构23

第四节 基因组25

一、C值矛盾25

二、病毒基因组25

三、原核生物基因组26

四、真核生物基因组27

第五节 DNA多态性和遗传标记30

一、DNA多态性种类30

二、DNA多态性意义33

三、DNA多态性分析33

四、DNA指纹34

第二章 DNA的生物合成35

第一节 DNA复制的基本特征35

一、半保留复制35

二、从复制起点双向复制36

三、半不连续复制37

第二节 大肠杆菌DNA的复制合成38

一、参与DNA复制的酶和其他蛋白质38

二、复制过程43

三、复制调控46

四、原核生物DNA合成的抑制剂47

第三节 真核生物DNA的复制合成47

一、染色体DNA复制47

二、线粒体DNA复制53

第四节 病毒DNA的复制合成53

一、病毒DNA复制53

二、噬菌体DNA复制55

第五节 DNA损伤与修复55

一、DNA损伤56

二、DNA修复60

三、DNA修复和疾病66

第六节 DNA重组67

一、同源重组67

二、位点特异性重组70

三、转座72

第七节 DNA的逆转录合成73

一、逆转录酶74

二、逆转录病毒基因组75

三、逆转录过程75

四、逆转录意义76

第三章 RNA的生物合成78

第一节 转录的基本特征78

第二节 RNA聚合酶79

第三节 大肠杆菌RNA的合成和降解81

一、转录起始81

二、转录延伸83

三、转录终止84

四、转录后加工84

五、RNA降解86

第四节 真核生物RNA的合成和降解86

一、转录起始86

二、转录延伸89

三、转录终止89

四、转录后加工90

五、RNA降解98

第五节 RNA病毒RNA的复制合成99

第六节 RNA合成的抑制剂100

一、碱基类似物100

二、核苷类似物100

三、模板干扰剂100

四、RNA聚合酶抑制剂100

第四章 蛋白质的生物合成102

第一节 参与蛋白质合成的主要物质102

一、mRNA102

二、tRNA105

三、核糖体106

第二节 氨基酸负载107

第三节 大肠杆菌蛋白质的翻译合成109

一、翻译起始109

二、翻译延伸111

三、翻译终止113

四、多核糖体循环114

第四节 真核生物蛋白质的翻译合成114

一、翻译起始114

二、翻译延伸116

三、翻译终止117

四、多核糖体循环117

五、硒蛋白合成117

第五节 蛋白质的翻译后修饰118

一、肽键水解和肽段切除118

二、氨基酸修饰119

三、蛋白质糖基化121

四、蛋白质泛素化122

五、蛋白质SUMO化123

六、蛋白质折叠和亚基聚合123

第六节 真核生物蛋白质的定向运输127

一、进入内质网腔127

二、嵌入内质网膜129

三、进入线粒体130

四、进入细胞核130

第七节 蛋白质合成的抑制剂132

第五章 原核基因表达调控134

第一节 基因表达的方式134

一、组成性表达134

二、组织特异性表达134

三、协同表达135

第二节 基因表达的特点135

第三节 基因表达调控的特点136

第四节 DNA水平的调控137

第五节 转录水平的调控138

一、调控要素138

二、乳糖操纵子140

三、色氨酸操纵子142

四、阿拉伯糖操纵子144

五、严谨调控145

六、SOS反应调控146

第六节 翻译水平的调控147

一、mRNA稳定性148

二、5′非翻译区148

三、密码子偏爱性149

四、基因重叠150

五、翻译抑制150

六、反义RNA151

七、核糖体移码152

八、跳码152

九、核糖体拯救152

第六章 真核基因表达调控153

第一节 基因表达的特点153

第二节 基因表达调控的特点155

第三节 染色质水平的调控156

一、染色质重塑156

二、组蛋白修饰157

三、DNA甲基化159

四、基因重排161

五、基因扩增162

六、染色质丢失163

七、基因印记163

第四节 转录水平的调控163

一、调控元件164

二、转录因子166

第五节 转录后加工水平的调控172

一、加帽和加尾172

二、选择性剪接172

三、转运173

四、转录后加工异常与疾病173

第六节 翻译水平的调控174

一、mRNA稳定性174

二、翻译起始复合物形成175

三、RNA干扰177

四、核糖体移码180

五、核糖体拯救180

第七节 翻译后水平的调控181

一、蛋白质分解181

二、翻译后调控异常与疾病183

第七章 信号转导185

第一节 概述185

一、细胞通讯概述185

二、信号转导概述186

第二节 信号转导的分子基础187

一、信号分子188

二、受体190

三、分子开关192

四、第二信使195

五、蛋白激酶和蛋白磷酸酶196

六、接头蛋白198

第三节 细胞内受体介导的信号通路200

第四节 配体门控离子通道介导的信号通路202

一、配体门控离子通道203

二、烟碱型乙酰胆碱受体203

三、P2X受体204

四、配体门控离子通道与视觉204

第五节 G蛋白偶联受体介导的信号通路204

一、PKA途径205

二、IP3-DAG途径207

第六节 单次跨膜受体介导的信号通路211

一、MAPK途径211

二、PI3K-Akt途径214

三、JAK-STAT途径216

四、TGF-β途径220

五、cGMP-PKG途径222

第七节 依赖泛素化的信号通路223

一、NF-κB途径223

二、Wnt途径226

第八节 原核生物信号转导229

第八章 细胞周期和细胞凋亡230

第一节 细胞周期230

一、细胞周期概述230

二、细胞周期调控系统231

三、细胞周期重要事件的分子机制239

第二节 细胞凋亡251

一、细胞凋亡的形态特征251

二、细胞凋亡的生化特征252

三、细胞凋亡调控概述254

四、C.elegans凋亡255

五、人胱天蛋白酶体系256

六、死亡受体途径259

七、线粒体凋亡途径264

八、营养因子途径270

九、内质网途径272

十、颗粒酶途径276

十一、细胞凋亡与肿瘤277

第九章 癌基因、抑癌基因和生长因子279

第一节 癌基因279

一、癌基因的发现279

二、癌基因的定义281

三、癌基因及其产物的命名282

四、原癌基因产物的功能和分类282

五、原癌基因的激活287

六、部分癌基因291

第二节 抑癌基因297

一、抑癌基因的发现297

二、抑癌基因的定义298

三、抑癌基因产物的功能和分类299

四、抑癌基因的失活300

五、部分抑癌基因301

六、致癌物和看护基因312

第三节 抑癌基因、癌基因与miRNA312

第四节 生长因子313

一、生长因子分类313

二、生长因子功能314

三、生长因子作用机制314

四、生长因子与肿瘤314

第十章 疾病的分子生物学316

第一节 概述316

一、遗传性疾病的分子生物学316

二、感染性疾病的分子生物学318

第二节 血友病A320

第三节 Duchenne型肌营养不良323

第四节 高血压324

一、原发性高血压324

二、单基因遗传性高血压327

第五节 脂血症328

第六节 糖尿病330

一、1型糖尿病331

二、2型糖尿病333

三、特殊类型糖尿病339

四、妊娠期糖尿病343

第七节 乙型肝炎343

一、HBV形态结构344

二、HBV基因组与基因产物344

三、HBV感染检测346

第八节 艾滋病346

一、HIV形态结构347

二、HIV基因组与基因产物348

三、HIV感染与复制349

四、HIV致病机制350

五、HIV感染检测350

第十一章 核酸提取与鉴定351

第一节 核酸提取351

一、质粒提取351

二、真核生物基因组DNA提取353

三、真核生物RNA提取354

四、核酸纯度鉴定355

第二节 核酸电泳356

一、琼脂糖凝胶电泳356

二、聚丙烯酰胺凝胶电泳357

三、毛细管电泳358

第三节 DNA测序359

一、第一代DNA测序技术359

二、第二代DNA测序技术362

三、第三代DNA测序技术365

四、其他DNA测序技术365

第四节 RNA测序366

第十二章 印迹杂交技术367

第一节 核酸杂交367

一、变性367

二、复性368

三、杂交与核酸杂交技术369

第二节 核酸探针与标记369

一、核酸探针种类369

二、核酸探针标记物370

三、核酸探针标记法373

四、核酸探针纯化375

第三节 固相支持物与印迹376

一、固相支持物376

二、印迹方法376

第四节 常用核酸杂交技术377

一、DNA印迹法377

二、RNA印迹法378

三、斑点杂交法和狭缝杂交法379

四、菌落杂交法和噬菌斑杂交法379

五、原位杂交379

六、等位基因特异性寡核苷酸探针杂交法380

七、夹心杂交381

第五节 影响杂交的因素381

第六节 蛋白质印迹法383

一、基本内容383

二、技术发展383

三、应用384

四、特点384

五、注意事项384

第十三章 生物芯片技术385

第一节 基因芯片385

一、分类385

二、基本操作386

三、应用388

第二节 蛋白芯片389

一、基本操作389

二、应用390

第三节 组织芯片391

一、基本操作391

二、应用392

第十四章 聚合酶链反应技术393

第一节 PCR基本原理393

第二节 PCR特点394

第三节 PCR体系组成395

一、DNA聚合酶395

二、引物396

三、dNTP396

四、模板397

五、缓冲液397

第四节 PCR条件优化397

第五节 PCR产物鉴定398

第六节 常用PCR技术399

一、原位PCR399

二、不对称PCR399

三、多重PCR400

四、长距离PCR400

五、等位基因特异性PCR401

六、修饰引物PCR401

七、逆转录PCR402

八、定量PCR402

九、PCR-限制性片段长度多态性分析403

十、PCR-单链构象多态性分析403

十一、随机扩增多态性DNA404

十二、扩增片段长度多态性405

十三、锚定PCR和连接锚定PCR405

十四、固相PCR406

十五、反向PCR406

十六、巢式PCR和半巢式PCR406

十七、多重连接探针扩增407

第十五章 重组DNA技术408

第一节 工具酶408

一、限制性内切酶409

二、DNA连接酶412

三、DNA聚合酶413

四、RNA聚合酶413

五、修饰酶413

第二节 载体414

一、概述414

二、质粒载体416

三、噬菌体载体417

四、细菌人工染色体421

五、真核载体421

六、表达载体423

七、穿梭载体425

第三节 基本过程426

一、目的DNA制备426

二、载体选择428

三、体外重组428

四、基因转移430

五、细胞筛选和DNA鉴定433

第四节 目的基因表达436

一、大肠杆菌表达系统436

二、酵母表达系统438

三、哺乳动物细胞表达系统439

第十六章 转基因技术和基因靶向技术442

第一节 转基因动物技术442

一、基本方法443

二、应用446

三、问题与展望447

第二节 植物转基因技术448

一、基本方法448

二、医药应用450

三、其他应用451

四、问题与展望453

第三节 基因靶向技术455

一、完全基因靶向455

二、条件性敲除457

三、应用457

第十七章 基因诊断和基因治疗458

第一节 基因诊断458

一、基因诊断的特点458

二、基因诊断的内容和技术459

三、遗传性疾病的基因诊断461

四、肿瘤的基因诊断466

五、感染性疾病的基因诊断468

六、法医学鉴定中的基因诊断469

第二节 基因治疗470

一、基因治疗的基本条件470

二、基因治疗的基本策略470

三、基因治疗的基本程序471

四、基因治疗的临床应用475

五、基因治疗的问题与展望476

第十八章 基因研究478

第一节 基因文库构建478

一、基因组文库构建478

二、cDNA文库构建479

第二节 基因结构分析479

一、转录起始位点分析480

二、Ⅱ类启动子分析482

三、mRNA编码序列分析487

四、拷贝数分析488

五、基因突变检测488

第三节 基因表达分析489

一、转录水平研究489

二、翻译水平研究491

三、DNA甲基化研究494

第四节 基因功能研究499

一、基因沉默技术499

二、基因捕获技术502

三、定点突变技术506

第十九章 蛋白质研究512

第一节 蛋白质提取512

一、材料选择和预处理512

二、组织细胞破碎和细胞器分离512

三、蛋白质分离纯化513

第二节 蛋白质定性和定量514

一、总蛋白含量测定514

二、特定蛋白含量测定516

第三节 蛋白磷酸化分析516

一、磷酸肽／磷酸化蛋白富集516

二、磷酸化蛋白质分析518

三、蛋白激酶活性测定519

第四节 蛋白质相互作用研究519

一、酵母双杂交技术519

二、标签蛋白结合技术521

三、免疫共沉淀技术521

四、表面展示技术522

五、表面等离子体共振技术523

六、荧光共振能量转移技术524

第五节 核酸-蛋白质相互作用研究524

一、指数富集配体的系统进化技术525

二、酵母单杂交技术525

第六节 蛋白质定位分析526

第二十章 人类基因组计划与组学527

第一节 人类基因组计划527

一、人类基因组计划目标527

二、人类基因组计划进程528

三、人类基因组遗传标记529

四、人类基因组图谱529

五、人类基因组单体型图计划和千人基因组计划531

第二节 基因组学532

一、基因组学基本内容532

二、基因组学与医学533

三、药物基因组学534

第三节 功能基因组学535

一、功能基因组学内容535

二、功能基因组学技术536

三、转录组学540

四、RNA组学541

第四节 蛋白质组学542

一、蛋白质组学内容542

二、蛋白质组学特点543

三、蛋白质组学应用543

四、蛋白质组学技术545

第五节 代谢组学548

一、代谢组学概述549

二、代谢组学与其他组学的联系551

三、代谢组学在中医药研究中的应用552

附录一 缩写符号554

附录二 专业术语索引563

附录三 参考书目586