生物科學(xué)生物技術(shù)系列

前言

　　前言　　時(shí)代發(fā)展至今，人類基因組計(jì)劃早已完成，并已進(jìn)入后基因組時(shí)代。同樣，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)上也有了相當(dāng)大的飛躍。就在最近幾年，分子生物學(xué)所涉及的參與生命的基本過(guò)程，例如，DNA轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、蛋白質(zhì)合成等的一些大分子均在原子水平得到了闡明，并且這些過(guò)程的詳細(xì)機(jī)制也得到了揭示?！　∧壳?，國(guó)內(nèi)外有關(guān)分子生物學(xué)的書籍雖然較多，但很少有偏重于應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的教材。隨著我國(guó)高等教育的蓬勃發(fā)展，含有生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的各類大學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，迫切需要一部合適的分子生物學(xué)教材。經(jīng)化學(xué)工業(yè)出版社及全國(guó)十幾所大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)和任課教師的多次商討和共同努力，決定編寫一部新的分子生物學(xué)教材?！　∥覀冋J(rèn)為，該教材在保持分子生物學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系和內(nèi)容框架的基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)研究示例及分子生物學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用實(shí)例，除了反映分子生物學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展之外，還要涉及其他諸多方面的內(nèi)容。但此書絕不能被編撰成一本百科全書，也不必過(guò)多深入介紹相關(guān)學(xué)科，如細(xì)胞生物學(xué)，而應(yīng)該把重點(diǎn)放在原理及概念上。因此，我們的討論采用了圖解的方法，主要用方框來(lái)介紹背景資料、慎重選用實(shí)驗(yàn)或研究進(jìn)展，以避免此書變得過(guò)于龐雜。　　本書的基本框架及部分內(nèi)容采用了武漢大學(xué)葉林柏、郜金榮編寫的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》。我們還要感謝過(guò)去幾年中為該書做出貢獻(xiàn)的其他參編人員，他們的影響體現(xiàn)在第十章及其他一些章節(jié)的內(nèi)容中。本書主編郜金榮除了編寫第一、二、六章外，還負(fù)責(zé)所有稿件的核對(duì)、修改和統(tǒng)稿工作，副主編劉友勛除了編寫第七章等內(nèi)容外，還負(fù)責(zé)所有的聯(lián)絡(luò)、集稿、統(tǒng)稿及大量的文字工作。劉艷參與了第一章的編寫，韓濤參與了第二章、第六章的部分編寫工作，徐慶華、李世杰、鞏校東編寫了第三章，李曉玲編寫了第四章，王寶琴編寫了第五章以及第十章中的部分內(nèi)容，代建麗編寫了第八章，雷湘編寫了第九章，陳國(guó)華、黃娟、劉友勛、廖慶姣編寫了第十章部分內(nèi)容，梁紅、梁雪蓮編寫了第十一章。　　我們要特別感謝趙紅梅、佘應(yīng)龍對(duì)書中所有的結(jié)構(gòu)插圖進(jìn)行了組織、修改和整理。張國(guó)彬、楊藝華、周毓、梁秋菊對(duì)稿件進(jìn)行了校對(duì)?！　∥覀冞€對(duì)化學(xué)工業(yè)出版社參與本書編寫的組織、協(xié)調(diào)工作致謝?！　∽詈?，我們想對(duì)我們的家人和朋友致以衷心的感謝，在整個(gè)過(guò)程中，他們都給予了深深的理解和毫無(wú)保留的支持?！　【幷摺　?010年11月

內(nèi)容概要

　　《生物科學(xué)生物技術(shù)系列：分子生物學(xué)》的內(nèi)容安排可以概括為三大塊，前面三個(gè)章節(jié)介紹了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容。這些章節(jié)歸納了遺傳學(xué)與分子生物學(xué)的歷史、誕生、發(fā)展及展望，生物大分子的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及那些決定大分子結(jié)構(gòu)及功能的化學(xué)定律，遺傳物質(zhì)的維持及維護(hù)（遺傳物質(zhì)的復(fù)制、損傷修復(fù)及遺傳重組）。隨后，安排了分子生物學(xué)的重要內(nèi)容：遺傳信息的傳遞過(guò)程（第四章轉(zhuǎn)錄，第五章翻譯）以及分子生物學(xué)的核心內(nèi)容：基因表達(dá)調(diào)控（第六章原核基因表達(dá)調(diào)控．第七章真核基因組及其基因表達(dá)調(diào)控）。最后，是分子生物學(xué)的一些其他內(nèi)容（第八章細(xì)胞信號(hào)調(diào)節(jié)，第九章癌分子生物學(xué)，第十章分子生物學(xué)研究方法，第十-章基因組學(xué)），其中，第十章分子生物學(xué)研究方法著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。每章后附有小結(jié)和思考題，概括本章的主要內(nèi)容，使讀者能抓住復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。 　　《生物科學(xué)生物技術(shù)系列：分子生物學(xué)》在保持分子生物學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系和內(nèi)容框架的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加了實(shí)驗(yàn)研究示例及分子生物學(xué)應(yīng)用的實(shí)例，并將重點(diǎn)放在原理及概念上，討論部分采用了圖解的方法，而主要用方框來(lái)介紹背景資料、慎重選用實(shí)驗(yàn)或研究進(jìn)展，以避免此書變得過(guò)于龐雜。 　　《生物科學(xué)生物技術(shù)系列：分子生物學(xué)》堅(jiān)持基礎(chǔ)性、通用性和應(yīng)用性相結(jié)合，在重點(diǎn)闡述基本理論、原理和方法的同時(shí)，盡可能反映分子生物學(xué)知識(shí)或技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)介紹一些最新進(jìn)展，以突出了大部分院校生物類專業(yè)偏向應(yīng)用的特點(diǎn)，適合用作普通高等學(xué)校生物科學(xué)、生物技術(shù)及生物工程等相關(guān)專業(yè)的教材和參考書。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 歷史回顧一、孟德爾遺傳定律二、遺傳的染色體理論第二節(jié) 分子生物學(xué)的遺傳學(xué)背景一、DNA的發(fā)現(xiàn)二、基因的組成三、基因與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系第三節(jié) 分子生物學(xué)的誕生、發(fā)展及展望一、分子生物學(xué)的定義二、分子生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)述 三、分子生物學(xué)的主要內(nèi)容 四、展望 本章小結(jié)思考及練習(xí)題啟迪、思考、探索、進(jìn)展第二章 生物大分子的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié) 生物大分子概述一、生物大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)二、決定蛋白質(zhì)和核酸三維結(jié)構(gòu)的非共價(jià)相互作用三、研究生物大分子的基本方法四、生物大分子的分子量測(cè)定第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、DNA的基本結(jié)構(gòu)二、DNA的基本性質(zhì)第三節(jié) RNA一、成熟RNA二、前體RNA三、病毒RNA四、RNA的結(jié)構(gòu)五、核酸的結(jié)構(gòu)分析第四節(jié) 蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)和多亞基蛋白質(zhì)二、蛋白質(zhì)活性的調(diào)節(jié) 三、蛋白質(zhì)重要的結(jié)構(gòu)域四、生物大分子相互作用和復(fù)雜聚集物的結(jié)構(gòu)本章小結(jié)思考及練習(xí)題第三章 遺傳物質(zhì)的維持及維護(hù)第一節(jié) 復(fù)制一、概述二、DNA復(fù)制的相關(guān)蛋白質(zhì)三、原核生物DNA復(fù)制的過(guò)程四、真核生物DNA復(fù)制的過(guò)程五、DNA復(fù)制的調(diào)控六、逆轉(zhuǎn)錄七、可轉(zhuǎn)移的遺傳因子（質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座因子）的復(fù)制第二節(jié) DNA損傷修復(fù)和基因突變一、避免差錯(cuò)的DNA損傷修復(fù)和基因突變二、傾向差錯(cuò)的DNA損傷修復(fù)和基因突變?nèi)?、基因突變第三?jié) 遺傳重組一、同源重組的機(jī)制及重組模型二、轉(zhuǎn)化中的重組三、同源雙鏈DNA分子之間的交換四、同源重組的酶和蛋白質(zhì)本章小結(jié)思考及練習(xí)題82第四章 遺傳信息的傳遞過(guò)程（1）——轉(zhuǎn)錄第一節(jié) RNA的酶促合成一、RNA合成的基本特征二、大腸桿菌RNA聚合酶三、RNA聚合酶在DNA上的識(shí)別與結(jié)合位點(diǎn)四、轉(zhuǎn)錄的起始五、RNA鏈的延伸六、RNA鏈的終止和新合成RNA的釋放第二節(jié) RNA分子的種類及轉(zhuǎn)錄后加工一、mRNA二、tRNA和rRNA第三節(jié) 真核生物的轉(zhuǎn)錄和RNA加工一、真核生物RNA聚合酶二、真核生物的轉(zhuǎn)錄三、真核生物mRNA的加工四、選擇性剪接五、順式剪接與反式剪接六、RNA編輯本章小結(jié)啟迪、思考、探索、進(jìn)展思考及練習(xí)題第五章 遺傳信息的傳遞過(guò)程（2）——翻譯第一節(jié) 遺傳密碼的破譯一、Crick的探索二、Nirenberg的實(shí)驗(yàn)三、Khorana的實(shí)驗(yàn)第二節(jié) 遺傳密碼的主要特征一、密碼的連續(xù)性二、密碼的簡(jiǎn)并性三、密碼的擺動(dòng)性四、密碼的通用性和特殊性第三節(jié) 蛋白質(zhì)的翻譯一、與蛋白質(zhì)生物合成有關(guān)的生物大分子二、蛋白質(zhì)生物合成的機(jī)制三、蛋白質(zhì)的翻譯后加工、修飾及定位本章小結(jié)啟迪、思考、探索、進(jìn)展思考及練習(xí)題第六章 原核基因表達(dá)調(diào)控第一節(jié) 乳糖系統(tǒng)和操縱子模型一、酶的誘導(dǎo)二、結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié) 基因的突變?nèi)?、調(diào)節(jié) 基因四、Jacob?Monod的負(fù)控制模型五、正控制系統(tǒng)第二節(jié) 半乳糖操縱子一、cAMP?CAP對(duì)兩個(gè)半乳糖啟動(dòng)子的不同作用二、雙啟動(dòng)子的生理功能三、雙操縱區(qū)第三節(jié) 色氨酸操縱子一、色氨酸操縱子的阻遏?操縱系統(tǒng)二、弱化子和前導(dǎo)區(qū)三、mRNA的前導(dǎo)區(qū)全序列分析四、弱化的機(jī)制第四節(jié) λ噬菌體基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 一、λ噬菌體簡(jiǎn)介二、λ噬菌體基因組三、λ噬菌體感染宿主后的轉(zhuǎn)錄次序四、λ噬菌體的調(diào)控區(qū)五、λ噬菌體的操縱區(qū)和啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)六、CI蛋白和Cro蛋白第五節(jié) DNA重排對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 第六節(jié) σ因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控第七節(jié) 轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控一、翻譯水平上的調(diào)控二、翻譯后調(diào)控本章小結(jié)思考及練習(xí)題167第七章 真核基因組及其基因表達(dá)調(diào)控第一節(jié) 真核生物基因組一、重復(fù)序列二、多基因家族與假基因三、逆轉(zhuǎn)錄病毒和癌基因四、真核細(xì)胞中的轉(zhuǎn)座因子五、真核細(xì)胞中的線粒體基因組和葉綠體基因組第二節(jié) 真核基因一、rRNA基因二、tRNA基因三、編碼蛋白質(zhì)的基因第三節(jié) 真核基因表達(dá)的調(diào)控一、真核基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的種類三、DNA和染色體水平上的調(diào)控四、真核基因轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控五、真核基因一般轉(zhuǎn)錄調(diào)控模型六、真核基因轉(zhuǎn)錄后的控制七、真核基因翻譯水平的調(diào)控八、真核基因翻譯后水平的調(diào)控九、真核基因表達(dá)中小分子RNA的調(diào)控本章小結(jié)啟迪、思考、探索、進(jìn)展思考及練習(xí)題第八章 細(xì)胞信號(hào)調(diào)控第一節(jié) 細(xì)胞信號(hào)的一般概念一、信號(hào)分子和信號(hào)受體二、三類已知的細(xì)胞表面受體三、細(xì)胞對(duì)信號(hào)的反應(yīng)過(guò)程第二節(jié) 通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體進(jìn)行的信號(hào)調(diào)控一、G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)——七次跨膜二、三聚體G蛋白 三、G蛋白偶聯(lián)受體作用的兩條主要途徑第三節(jié) 通過(guò)酶聯(lián)細(xì)胞表面受體進(jìn)行的信號(hào)調(diào)控一、受體酪氨酸激酶是大多數(shù)生長(zhǎng)因子的受體二、形成二聚體是酶關(guān)聯(lián)受體被信號(hào)激活的普遍機(jī)制三、受體酪氨酸激酶上的磷酸化的酪氨酸殘基被具有SH2結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)識(shí)別和結(jié)合四、受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的RTKRas信號(hào)通路第四節(jié) 通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體進(jìn)行的信號(hào)調(diào)控一、維生素D和甾類激素等直接和基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控蛋白結(jié)合二、NO和CO能直接與細(xì)胞內(nèi)的酶結(jié)合第五節(jié) 細(xì)胞對(duì)信號(hào)的反應(yīng)一、細(xì)胞信號(hào)邏輯：信號(hào)網(wǎng)絡(luò)二、細(xì)胞對(duì)信號(hào)的適應(yīng)性本章小結(jié)啟迪、思考、探索、進(jìn)展思考及練習(xí)題第九章 癌分子生物學(xué)第一節(jié) 癌發(fā)生的分子基礎(chǔ)第二節(jié) 癌的發(fā)生和發(fā)展一、腫瘤啟動(dòng)因子和促進(jìn)因子二、腫瘤發(fā)生的階段第三節(jié) 癌基因一、癌基因的分類二、病毒癌基因三、細(xì)胞癌基因第四節(jié) 細(xì)胞癌基因的激活一、點(diǎn)突變和基因擴(kuò)增 二、染色體易位或基因重排三、病毒基因啟動(dòng)子或增強(qiáng)子的插入和轉(zhuǎn)位第五節(jié) 抑癌基因一、抑癌基因的確定二、抑癌基因的種類本章小結(jié)啟迪、思考、探索、進(jìn)展思考及練習(xí)題第十章 分子生物學(xué)的研究方法第一節(jié) 生物大分子的分離一、凝膠電泳二、雙向凝膠電泳三、離子交換色譜四、凝膠過(guò)濾色譜第二節(jié) 標(biāo)記示蹤劑一、放射自顯影二、磷光成像三、液體閃爍計(jì)數(shù)四、非放射性示蹤第三節(jié) 核酸雜交一、DNA 印跡雜交二、DNA指紋和DNA分型三、RNA印跡雜交四、原位雜交五、定點(diǎn)突變第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄子的作圖和定量分析一、S1作圖二、引物延伸三、Run?off轉(zhuǎn)錄和G?less cassette轉(zhuǎn)錄第五節(jié) 體內(nèi)測(cè)定轉(zhuǎn)錄速率一、細(xì)胞核持續(xù)轉(zhuǎn)錄技術(shù)二、報(bào)告基因轉(zhuǎn)錄第六節(jié) DNA與蛋白質(zhì)的相互作用一、濾膜結(jié)合法二、凝膠遷移率變化實(shí)驗(yàn)三、酵母雙雜交系統(tǒng)四、DNaseⅠ足跡試驗(yàn)與硫酸二甲酯足跡試驗(yàn)五、免疫共沉淀第七節(jié) 基因敲除技術(shù)第八節(jié) 基因工程一、載體和工具酶二、目的基因的制備三、目的基因與載體的體外重組四、重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞技術(shù)五、重組子的篩選與鑒定六、克隆基因的表達(dá)七、基因工程應(yīng)用本章小結(jié)思考及練習(xí)題第十一章 基因組學(xué)第一節(jié) 基因組的測(cè)序一、人類基因組計(jì)劃二、運(yùn)用在大規(guī)?；蚪M計(jì)劃的克隆載體三、克隆?克隆戰(zhàn)略四、鳥槍法測(cè)序第二節(jié) 基因組學(xué)的應(yīng)用一、功能基因組學(xué)研究技術(shù)二、功能基因組學(xué)的應(yīng)用三、生物信息學(xué)四、蛋白質(zhì)組學(xué)本章小結(jié)思考及練習(xí)題索引參考文獻(xiàn)

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