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第1章 原核生物 3

1.1引言 3

1.2形态和分类 9

1.3基因组的形状和大小 12

1.4基因数目和组成方式 15

1.5碱基组成 19

1.6密码子的使用 26

1.7复制和表达 28

第2章 真核生物 34

2.1引言 34

2.2真核生物的分类与时间尺度 34

2.3基因组的形状和大小 37

2.4碱基组分 42

2.5复制、修复和重组 44

2.6基因表达 48

2.6.1转录与转录后调控 48

2.6.2遗传密码和密码子的使用 54

2.6.3翻译与翻译后修饰 55

2.7完整测序的真核生物基因组 58

2.7.1酿酒酵母基因组 60

2.7.2粟酒裂殖酵母基因组 63

2.7.3线虫基因组 63

2.7.4黑腹果蝇基因组 65

2.7.5拟南芥基因组 67

2.7.6水稻基因组 69

2.7.7人基因组 70

第3章 细胞器 77

3.1线粒体 77

3.1.1一般结构和功能 77

3.1.2 DNA与遗传系统 79

3.1.3基因组的特征 88

3.2叶绿体和其他质体 114

第4章 基因组学中的分子生物学技术 121

4.1基因组DNA测序 121

4.1.1 DNA测序技术 121

4.1.2人类基因组计划 124

4.2转录组分析 125

4.2.1基因表达分析 125

4.2.2表达序列标签 126

4.2.3基因表达序列分析 127

4.2.4差异显示 129

4.2.5表现度示差分析 130

4.2.6 DNA微阵列 131

4.3蛋白质组分析 137

4.3.1二维凝胶电泳 137

4.3.2蛋白质鉴定 139

4.3.3蛋白质-DNA和蛋白质-蛋白质相互作用的研究 141

4.3.4生物芯片法分析蛋白质组 143

第5章 基因组时代的生物学数据库 145

5.1引言 145

5.2基础数据库和专业化的数据库 145

5.3数据库结构 148

5.4数据库链接与互通性 150

5.5数据库注释 151

5.6检索系统 154

5.6.1 SRS 154

5.6.2 Entrez 155

5.6.3其他检索系统 155

5.7核酸数据库 155

5.8蛋白质数据库 156

5.9其他蛋白质数据库 156

5.10基因组数据库和资源 159

5.11基因数据库与资源 163

5.12转录组数据库 164

5.13代谢组数据库 165

5.14突变数据库 167

5.15线粒体数据库和资源 168

第6章 基因组序列分析的计算方法 171

6.1引言 171

6.2点阵图 172

6.3两序列比对 175

6.3.1 Needleman-Wunsch全局比对算法 175

6.3.2 Smith-Waterman算法 176

6.3.3 cDNA以及基因组DNA序列的比对 179

6.3.4基因组比对 179

6.3.5清除序列库中的冗余序列 181

6.3.6同源序列相似度的计算 185

6.4数据库搜索 189

6.4.1 FASTA 190

6.4.2 BLAST 192

6.4.3 BLAST和FASTA程序包 198

6.4.4过滤不需要的序列匹配块 200

6.4.5重复序列匹配的过滤 201

6.4.6比对分值的统计学意义 201

6.5多序列比对 205

6.6可识别远源相关蛋白或蛋白质模块的比对谱 209

6.7序列的组装方法 213

6.7.1序列的净化 213

6.7.2序列的聚类 214

6.7.3构建一致序列 215

6.7.4用电子PCR绘制序列图谱 217

6.7.5基因组和EST项目的序列组装 217

6.7.6构建用于基因索引的组装序列 219

6.8生物序列的语言学分析 222

6.8.1马尔可夫链式生物序列 224

6.8.2生物序列语言的复杂度 225

6.8.3基因组重复序列的识别 228

6.8.4生物序列中的模式搜索 229

6.8.5识别染色体序列中的启动子区域 234

6.8.6发掘识别基因调控元件和蛋白质模块组件的模式 237

6.8.7基因预测 239

6.8.8基因组序列中CpG岛的识别 243

6.8.9密码子使用策略分析 244

6.9 RNA二级结构预测 245

6.10蛋白质序列分析 252

6.10.1蛋白质一级序列的分析 253

6.10.2预测跨膜蛋白螺旋 258

6.10.3蛋白质信号肽的识别及亚细胞定位的预测 259

6.10.4蛋白质二级结构的预测 265

6.10.5预测卷曲螺旋和螺旋-转角-螺旋结构 270

6.10.6蛋白质三级结构预测 270

6.10.7蛋白质折叠的识别与分类 273

6.10.8蛋白质功能预测的基因组比较工具 273

6.11进化与系统发育分析 274

6.11.1同源序列间遗传距离的评价 276

6.11.2分子系统发育学 278

第7章 分子进化 293

7.1引言 293

7.2基因组尺寸的进化 294

7.3碱基组分在进化中的作用 297

7.4原核基因组的进化 301

7.5从原核生物到真核生物 302

7.5.1真核细胞的起源 302

7.5.2线粒体基因组的进化 304

7.5.3质体的起源与进化 309

7.6从单细胞到多细胞 312

7.7核基因组的进化 312

7.7.1内含子 313

7.7.2基因数目和蛋白质数目 313

7.7.3非编码元件 314

7.7.4基因家族的扩展 315

7.7.5基因组倍增 320

7.7.6结论 321

第8章 分子系统发育学 322

8.1引言 322

8.2分子钟 322

8.3相似性测量：直系同源与旁系同源 324

8.4基因组学时代的分子系统发育学 326

8.5远源物种间的相互关系：进化树 328

8.6后生动物的系统发育 329

8.6.1细胞器分类学与核分类学 329

8.6.2哺乳动物系统发育 330

附录 本书引用的URL 333

参考文献 335

索引 384

译后记 390