分子生物學(xué)技術(shù)

前言

　　根據(jù)Shemer 1997年提出的較為公認(rèn)的觀點(diǎn)，科學(xué)的定義是：為描述或解釋過去及現(xiàn)在觀察和引申到的現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的一套方法，其目的是構(gòu)建一個(gè)能經(jīng)受反復(fù)驗(yàn)證的知識(shí)體系。既然是要經(jīng)過驗(yàn)證，就必須采用科學(xué)方法。近來將科學(xué)與技術(shù)并列，稱為科技，可見科學(xué)與技術(shù)是密不可分的。如中國科學(xué)院院士楊叔子所言：科學(xué)方法是穿山的“路”、過河的“橋”，只有經(jīng)由它，才能將活化、超越、創(chuàng)新的知識(shí)付諸實(shí)踐。而醫(yī)學(xué)正是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，醫(yī)學(xué)研究需借助于大量研究手段和技術(shù)，為此復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室于1999年開始為醫(yī)科研究生開設(shè)了《分子生物學(xué)技術(shù)》課程，以及為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生開設(shè)了《分子生物學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)》課程，既有技術(shù)理論的課堂講授，又有實(shí)驗(yàn)課的操作、討論與輔導(dǎo)，還有研究生課題的設(shè)計(jì)和技術(shù)指導(dǎo)。課程自開設(shè)至今一直廣受歡迎，為了達(dá)到教學(xué)目的，還編寫了技術(shù)理論和應(yīng)用講義，通過這些年的應(yīng)用，不斷地加以補(bǔ)充和修改，形成了目前的教材。既包括了最常用的分子生物學(xué)和分子細(xì)胞學(xué)研究方法，如各類核酸雜交技術(shù)、基因工程技術(shù)及免疫熒光技術(shù)，增加了較新的技術(shù)，如芯片技術(shù)、基因組學(xué)技術(shù)、RNA干擾技術(shù)和表觀遺傳學(xué)研究方法；同時(shí)還通過應(yīng)用篇的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、基因診斷與基因治療來整合這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。　　醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展先從大體解剖、組織、細(xì)胞、亞細(xì)胞，到目前的分子水平，經(jīng)歷了300多年時(shí)間，人類一直懷著好奇，想不斷揭開自身的神秘面紗?，F(xiàn)在，我們又要回到細(xì)胞水平、系統(tǒng)水平和整體水平來探索生命的奧秘和嘗試創(chuàng)造生命奇跡。醫(yī)學(xué)也就從解剖、細(xì)胞、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程、組織工程、系統(tǒng)生物學(xué)到整體醫(yī)學(xué)，一路走來。而細(xì)胞和分子正是我們目前所處的交匯處，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究的基礎(chǔ)，因此在本教材的前半部分簡單介紹了醫(yī)學(xué)研究必備的細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)與進(jìn)展，為應(yīng)用這些技術(shù)的研究生和科研人員提供一些背景知識(shí)?！　【C觀醫(yī)學(xué)研究的思維方法，大致可分為3個(gè)學(xué)派：①結(jié)構(gòu)學(xué)派，認(rèn)為只有闡明細(xì)胞、亞細(xì)胞、分子，乃至量子的結(jié)構(gòu)，才能闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)；②信息學(xué)派，認(rèn)為生命現(xiàn)象的一個(gè)重要活動(dòng)是信息流，因此認(rèn)為生命現(xiàn)象的本質(zhì)是信息的形成、傳遞和演化；③層次學(xué)派，認(rèn)為生命活動(dòng)是有層次的，即大分子、細(xì)胞、細(xì)胞間直至人體這樣幾個(gè)不同的結(jié)構(gòu)層次，各個(gè)層次有著不同的規(guī)律。從目前的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的進(jìn)展來說，結(jié)構(gòu)、層次和信息都是無法隔絕的，而是相互聯(lián)系和互相影響的。

內(nèi)容概要

　　《分子生物學(xué)技術(shù)》首先介紹與醫(yī)學(xué)研究關(guān)系密切的細(xì)胞學(xué)三大研究課題：細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡，以及重要的分子生物學(xué)基本理論與最新進(jìn)展；然后是最常用的分子生物學(xué)技術(shù)和分子細(xì)胞學(xué)技術(shù)，包括各類雜交技術(shù)、基因工程技術(shù)、PCR技術(shù)、DNA芯片技術(shù)、流式細(xì)胞術(shù)和共聚焦顯微技術(shù)，并及時(shí)增加了較新技術(shù)，包括基因組學(xué)技術(shù)、RNA干擾技術(shù)和表觀遺傳學(xué)研究方法；最后通過應(yīng)用篇的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、基因診斷與基因治療來整合這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用?！斗肿由飳W(xué)技術(shù)》可作為醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的研究生和本科生的教材和廣大研究人員的參考書。

作者簡介

　　潘鑾鳳，女，1962年2月生。博士，副教授，碩士生導(dǎo)師。1984年畢業(yè)于上海第一醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系（現(xiàn)復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院）。就職于上海醫(yī)科大學(xué)。1989～1992年和1993～1997年分別就讀于上海醫(yī)科大學(xué)和美國普渡大學(xué)研究生院?，F(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任，美國農(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)榮譽(yù)會(huì)員。曾任中國生物物理學(xué)會(huì)理事，現(xiàn)任上海市生物物理學(xué)會(huì)常務(wù)理事。長期從事研究生和本科生的分子生物學(xué)教學(xué)，開設(shè)的“分子生物學(xué)技術(shù)”課程深受廣大研究生的喜愛。主要從事血管和心臟瓣膜組織工程及成體干細(xì)胞分化研究。曾獲上海市和復(fù)旦大學(xué)多項(xiàng)科研成果獎(jiǎng)。發(fā)表論文40余篇，主編《實(shí)用離心實(shí)驗(yàn)方法》。

書籍目錄

第一篇 理論基礎(chǔ)第一章 醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第一節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控第二節(jié) 細(xì)胞分化和干細(xì)胞第三節(jié) 細(xì)胞損傷、衰老與死亡第二章 醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)第一節(jié) 生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié) 真核生物遺傳信息的表達(dá)及其調(diào)控第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能第二篇 常用技術(shù)第三章 基因工程第一節(jié) 重組DNA技術(shù)中所需的工具酶第二節(jié) 目的基因的獲取第三節(jié) 目的基因的重組第四節(jié) 重組體的鑒定與分析第五節(jié) 克隆化基因的表達(dá)第六節(jié) 外源基因在真核細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中的表達(dá)第七節(jié) 基因表達(dá)產(chǎn)物的檢測第四章 核酸雜交技術(shù)第一節(jié) 核酸雜交原理及其發(fā)展歷史第二節(jié) 核酸雜交探針第三節(jié) 各種核酸雜交方法第五章 聚合酶鏈反應(yīng)第一節(jié) PCR技術(shù)簡史第二節(jié) PCR技術(shù)的基本原理第三節(jié) PCR反應(yīng)體系第四節(jié) PCR反應(yīng)溫度和循環(huán)參數(shù)第五節(jié) PCR技術(shù)的發(fā)展第六章 蛋白質(zhì)分析技術(shù)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的檢測第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分離與純化第七章 DNA芯片技術(shù)第一節(jié) 概述第二節(jié) DNA芯片技術(shù)的操作流程第三節(jié) DNA芯片技術(shù)的應(yīng)用第八章 流式細(xì)胞術(shù)第一節(jié) 流式細(xì)胞儀的原理和結(jié)構(gòu)第二節(jié) 散射光信號(hào)和熒光信號(hào)第三節(jié) 流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù)分析第四節(jié) 流式細(xì)胞術(shù)樣品的制備第五節(jié) 流式細(xì)胞儀的應(yīng)用第九章 激光掃描共聚焦顯微鏡技術(shù)第一節(jié) 激光掃描共聚焦顯微鏡的基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié) 激光掃描共聚焦顯微鏡的功能及其應(yīng)用第三節(jié) 激光掃描共聚焦顯微鏡的樣品及其制備第三篇 新技術(shù)第十章 表觀遺傳學(xué)研究方法第一節(jié) 表觀遺傳學(xué)概述第二節(jié) DNA甲基化檢測方法第三節(jié) 其他表觀遺傳調(diào)控的研究方法第十一章 RNA干擾技術(shù)第一節(jié) RNA干擾理論基礎(chǔ)第二節(jié) RNA干擾技術(shù)原理與方法第三節(jié) RNA干擾技術(shù)的應(yīng)用第十二章 基因組學(xué)技術(shù)第一節(jié) 概述第二節(jié) 結(jié)構(gòu)基因組學(xué)第三節(jié) 功能基因組學(xué)第四篇 應(yīng)用第十三章 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物與基因打靶第一節(jié) 動(dòng)物轉(zhuǎn)基因原理及方法第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用第三節(jié) 基因打靶第十四章 基因診斷第一節(jié) 基因診斷的常用技術(shù)第二節(jié) 基因診斷的方法選擇第三節(jié) 基因診斷的應(yīng)用第十五章 基因治療第一節(jié) 概述第二節(jié) 基因治療的主要步驟第三節(jié) 基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)第四節(jié) 基因治療的臨床研究

章節(jié)摘錄

　　第一章　醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)　　一切生命現(xiàn)象都是以細(xì)胞為基礎(chǔ)表達(dá)的，盡管醫(yī)學(xué)研究已進(jìn)入分子水平，然而生物大分子只有在細(xì)胞的整體水平上才能發(fā)揮其功能，因此醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)水平的研究無法離開細(xì)胞，細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，是分子和整體之間的橋梁，為分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用的主要對(duì)象，也是醫(yī)學(xué)研究的重要對(duì)象。因此，在闡述醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)基本原理之前，首先介紹與醫(yī)學(xué)研究關(guān)系密切的細(xì)胞學(xué)三大研究課題，即細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡?！　〉谝还?jié)　細(xì)胞周期及其調(diào)控　　細(xì)胞增殖是生命的基本特征，種族的繁衍、個(gè)體的發(fā)育、機(jī)體的修復(fù)等都離不開細(xì)胞增殖。細(xì)胞增殖是通過細(xì)胞周期（cell cycle）來實(shí)現(xiàn)的，而細(xì)胞周期的有序運(yùn)行是通過相關(guān)基因的嚴(yán)格監(jiān)視和調(diào)控來保證的?！　〖?xì)胞周期指由細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，所需的時(shí)間叫細(xì)胞周期時(shí)間。真核細(xì)胞的細(xì)胞周期包括有絲分裂期（mitosis，簡稱M期）和分裂間期（interphase）兩個(gè)階段。細(xì)胞分裂的各個(gè)時(shí)期周而復(fù)始地重復(fù)著。M期包括細(xì)胞的有絲分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)過程。在有絲分裂的過程中，復(fù)制的染色體被分到兩個(gè)細(xì)胞核中，胞質(zhì)分裂則是將整個(gè)細(xì)胞一分為二，形成兩個(gè)子細(xì)胞。分裂間期實(shí)際上是新細(xì)胞的生長期，根據(jù)新細(xì)胞從開始生長起到分裂前期的生理和生化變化，可分為：Gl期（Gapl phase），即從M期結(jié)束到S期開始前的一段間歇期；S期，即DNA合成期（DNA synthetic phase）；G2期（Gap2phase），即DNA合成后（S期）到有絲分裂前的一個(gè)間歇期；暫不分裂細(xì)胞則進(jìn)入G0期（圖1—1）。

編輯推薦

　　由于醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，醫(yī)學(xué)研究需借助于大量研究手段和技術(shù)，這也是近年來科學(xué)與技術(shù)并列，被稱為科技后凸顯了技術(shù)操作的重要性。 本書分為“理論基礎(chǔ)篇”、“常用技術(shù)篇”、“新技術(shù)篇”及“應(yīng)用篇”共四大篇，15章，圍繞分子應(yīng)用技術(shù)和研究主題展開討論。它首先介紹了與醫(yī)學(xué)研究關(guān)系密切的細(xì)胞學(xué)三大研究課題，以及分子生物學(xué)最重要的基本理論與最新進(jìn)展。然后，再介紹了常用的分子生物學(xué)和分子細(xì)胞學(xué)的研究方法；同時(shí)還增加了較新的技術(shù)。最后，通過應(yīng)用篇的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、基因診斷與基因治療來整合這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，具有重要的價(jià)值。

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