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第一篇 生物分子结构与功能 1

第一章 氨基酸和核苷酸 1

第一节 氨基酸的结构与功能 2

一、构成蛋白质的氨基酸均为L-α构型 2

二、氨基酸的侧链结构决定其功能 2

三、氨基酸及其衍生物具有形成多肽链外的多种重要功能 5

四、氨基酸的理化性质是其分离和鉴定的依据 6

第二节 核苷酸的结构与功能 9

一、戊糖、磷酸和碱基是核苷酸的基本组成成分 9

二、核苷酸在人体具有除构成核酸外的多种功能 12

三、核苷酸的理化性质是其分离鉴定的基础 13

第二章 多肽与蛋白质 16

第一节 肽和蛋白质的一级结构 16

一、肽和蛋白质是由氨基酸组成的多聚体 16

二、蛋白质的分子组成和结构极其复杂 18

三、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构 19

四、蛋白质一级结构比对可用于同源蛋白质分析 19

第二节 肽、蛋白质的高级结构 20

一、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构 20

二、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成三级结构 24

三、多亚基的蛋白质具有四级结构 27

第三节 蛋白质结构与功能的关系 28

一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础 28

二、蛋白质空间结构表现功能 30

三、蛋白质的化学修饰、相互作用可改变其功能 32

四、生物信息学探讨蛋白质的结构与功能关系 32

第四节 蛋白质的理化性质 33

一、蛋白质具有两性解离性质 33

二、蛋白质具有胶体性质 33

三、很多因素可引起蛋白质变性 34

四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰 34

五、蛋白质呈色反应可用于溶液蛋白质测定 34

第五节 蛋白质的分离、纯化、鉴定和结构分析 34

一、透析及超滤法可清除蛋白质溶液中的小分子化合物 34

二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法 35

三、电泳是蛋白质分离与鉴定的常用方法 35

四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离 36

五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离 36

六、用化学或反向遗传学方法可分析或演绎多肽链的氨基酸序列 37

七、用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构测定或预测 38

第六节 血浆蛋白质 39

一、采用电泳法可将血浆蛋白质分成若干组分 39

二、血浆中大多数蛋白质具有特殊的生物学功能 40

第三章 多聚核苷酸和核酸 44

第一节 多聚核苷酸 44

一、多聚核苷酸就是核苷酸的多聚物 44

二、多聚核苷酸链在细胞内通过复制和转录而合成 45

三、多聚核苷酸链可在体外经多种方式合成 45

四、核苷酸的排列顺序就是多聚核苷酸链的一级结构 46

第二节 DNA的结构和功能 46

一、DNA的二级结构是右手双螺旋 46

二、DNA在二级结构基础上形成超螺旋结构 49

三、DNA是生物遗传信息的载体 52

第三节 RNA的结构和功能 53

一、信使RNA结构含有氨基酸编码序列 53

二、转运RNA含有接纳氨基酸和mRNA识别序列 55

三、核糖体RNA与核糖体蛋白组成核糖体 56

四、非信使小RNA具有多样性 57

第四节 核酸的理化性质 59

一、核酸具备多种基本物理化学性质 59

二、核酸变性、复性是很多分子生物学技术操作的基础 60

三、核酸与其他分子的相互作用 61

四、核酸的化学修饰 62

第五节 核酸（水解）酶 62

一、核酸酶有多种 62

二、核糖核酸酶是一类RNA内切酶 62

三、不同脱氧核糖核酸酶有不同的作用方式和产物 63

四、N-糖苷酶可移去碱基 63

第四章 糖与复合糖 65

第一节 单糖、二糖与多糖 66

一、单糖是体内多种代谢途径的参与者 66

二、二糖是体内最常见的寡糖 66

三、多糖是自然界糖类物质的主要存在形式 67

第二节 复合糖 67

一、各种糖蛋白的含糖量和聚糖结构差异显著 68

二、蛋白聚糖由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成 71

三、糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成 72

第三节 聚糖的生物信息与功能 74

一、聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需 74

二、结构多样性的聚糖蕴含生物信息 76

第五章 脂和生物膜 78

第一节 脂类与复合脂 79

一、脂类结构成分复杂且非均一 79

二、甘油三酯是甘油的脂肪酯 79

三、含磷酸的脂类统称为磷脂 82

四、胆固醇是含环戊烷多氢菲的脂类 84

第二节 生物膜及跨膜转运 86

一、以脂类和蛋白质为主组成的脂双层是生物膜的基本结构 86

二、不同物质通过脂膜跨膜转运的机制不同 87

第三节 脂分析技术 89

一、脂提取需要有机溶剂 90

二、吸附色谱法可根据极性将不同的脂分离 90

三、气-液色谱法可分离挥发性脂衍生物的化合物 90

四、特殊的水解方法有助于脂类结构的分析 90

五、质谱法可用来分析脂的结构 91

第六章 维生素和无机元素 92

第一节 脂溶性维生素 93

一、脂溶性维生素结构、功能不一 93

二、脂溶性维生素缺乏可导致疾病 96

第二节 水溶性维生素 97

一、大多数水溶性维生素是辅酶的成分 97

二、一些水溶性维生素缺乏可导致疾病 102

第三节 钙和磷 103

一、钙、磷在体内分布广泛、功能重要 103

二、钙磷代谢与骨的代谢密切相关 103

三、钙磷代谢受三种激素的调节 104

第四节 微量元素 105

一、铁是体内含量最多的微量元素 106

二、微量元素与体内活性物质功能有关 106

第五节 维生素及微量元素分析 108

一、分光光度法和高效液相色谱法可用于分析维生素含量 108

二、微量元素的分析方法主要为传统分析法和原子吸收光谱分析法 109

第七章 酶与催化反应 111

第一节 酶和酶促反应 112

一、化学反应具有动力学和热力学特性 112

二、酶的化学本质是蛋白质 113

三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类 115

四、酶可按其所催化反应的类型予以命名 115

五、同工酶催化相同的化学反应 116

第二节 酶的工作原理 117

一、酶具有与一般催化剂相似的工作原理 117

二、酶具有不同于一般催化剂的显著特点 118

三、酶活性中心是酶分子中与底物结合并将底物转化为产物的特定部位 119

四、酶对底物具有多元催化作用 120

第三节 酶促反应动力学 122

一、采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力学 122

二、酶促反应速率受底物浓度的影响 123

三、在一定条件下酶促反应速率与酶浓度呈正相关 127

四、酶促反应速率受反应系统温度的双重影响 127

五、酶促反应速率受反应体系pH的影响 127

六、激活剂可加速酶促反应速率 128

七、抑制剂对酶活性可表现出可逆或不可逆性抑制作用 128

第四节 酶活性的调节 132

一、调节酶的活性可受别构效应剂的调节 132

二、一些调节酶可在催化方向相反的两种酶的作用下发生共价修饰 133

三、酶原需经激活后才具有催化活性 133

第五节 酶与医学 134

一、酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关 134

二、酶作为试剂可用于生物化学分析 135

三、酶工程是对酶进行改造的新型应用技术 135

第二篇 物质代谢与能量代谢 139

第八章 生物氧化与氧化磷酸化 139

第一节 生物氧化反应及氧化还原酶基本类型 140

一、体内进行的氧化还原反应就是生物氧化 140

二、很多氧化酶直接以氧为受氢／电子体 140

三、不需氧脱氢酶不能直接以氧为受氢体 141

第二节 线粒体氧化体系与氧化磷酸化 141

一、呼吸链就是由电子传递体组成的氧化还原体系 141

二、呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP的过程偶联进行 148

三、ATP在机体能量的生成、储存、利用过程起核心作用 152

四、线粒体内膜选择性地转运代谢物 153

第三节 呼吸链功能调节及线粒体功能失调 155

一、ADP/ATP相互转换是调节氧化磷酸化速率的主要因素 155

二、甲状腺素刺激机体耗氧量和产热同时增加 155

三、三类氧化磷酸化抑制剂作用机制不同 155

四、DNA突变影响氧化磷酸化并导致多种疾病 156

第四节 细胞抗氧化体系和非线粒体氧化-还原反应体系 157

一、抗氧化体系具有清除反应活性氧功能 157

二、细胞微粒体中存在加氧酶类 159

第五节 线粒体功能分析基本原理 160

一、呼吸功能和内膜电位等指标评价线粒体氧化还原功能 160

二、测定蛋白复合物活性反映呼吸链电子传递功能 160

第九章 糖代谢 163

第一节 糖代谢概况 164

一、糖的主要生理功能是氧化供能 164

二、糖的消化吸收是在小肠进行的 164

三、糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应 164

第二节 葡萄糖的无氧氧化 165

一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸生成两个阶段 165

二、糖酵解的调控是对三个调节酶活性的调节 166

三、糖无氧氧化的主要生理意义是在机体缺氧状况下迅速供能 168

第三节 葡萄糖的有氧氧化 168

一、糖的有氧氧化反应分为3个阶段 168

二、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式 169

三、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求 170

四、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化 171

第四节 戊糖磷酸途径 171

一、戊糖磷酸途径的反应过程可分为两个阶段 171

二、戊糖磷酸途径主要受NADPH/NADP＋比值的调节 173

三、戊糖磷酸途径的生理意义是生成NADPH和5-磷酸核糖 174

第五节 糖原的合成与分解 175

一、糖原合成的代谢反应主要发生在肝和骨骼肌 175

二、糖原分解不是糖原合成的逆反应 176

三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节 176

第六节 糖异生 178

一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆行反应 179

二、糖异生的调节与糖酵解的调节彼此协调 181

三、糖异生的主要生理意义是维持血糖浓度的恒定 182

四、肌肉收缩产生的乳酸被其他组织利用而形成乳酸循环 182

第七节 其他单糖的代谢概况 183

一、果糖被磷酸化后进入糖酵解途径 183

二、半乳糖可转变为葡糖-1-磷酸成为糖酵解的中间代谢物 183

三、甘露糖可转变为果糖-6-磷酸进入糖酵解途径 183

第八节 血糖及其调节 184

一、血糖的来源和去路相对平衡 184

二、血糖水平的平衡主要受到激素调节 184

第九节 糖代谢与疾病的关系 186

一、先天性酶缺陷导致糖原累积症 186

二、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖代谢紊乱 186

第十章 三羧酸循环 189

第一节 三羧酸循环的发现 189

一、三羧酸循环是三类营养物质氧化分解的（共同）第二阶段 189

二、Krebs发现三羧酸循环 189

第二节 三羧酸循环的反应过程 190

一、TCA循环由八步反应组成循环反应途径 190

二、一次TCA循环生成2分子CO2 193

三、TCA循环的中间产物本身并无量的变化 194

第三节 三羧酸循环的调控 194

一、丙酮酸脱氢酶复合体的活性变化可影响乙酰CoA的生成 194

二、TCA循环受底物、产物和调节酶活性调节 194

三、TCA循环的多种酶以复合体形式存在于线粒体 195

第四节 三羧酸循环的生理意义 195

一、TCA循环是一条“两用代谢途径” 195

二、TCA循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义 196

第五节 三羧酸循环关键反应的分析原理 197

一、采用分光光度法测定硫氢辅酶A生成量分析柠檬酸合酶活性 197

二、采用分光光度法检测NADH生成量分析异柠檬酸脱氢酶活性 197

三、采用分光光度法测定NADH生成量分析α-酮戊二酸脱氢酶活性 198

四、采用分光光度法测定顺乌头酸生成量分析顺乌头酸酶活性 198

第十一章 脂类代谢 200

第一节 脂质的消化吸收 201

一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化食入脂质 201

二、吸收的脂质经再合成进入血液循环 201

三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用 201

第二节 甘油三酯代谢 202

一、不同组织／器官以不完全相同的途径合成甘油三酯 202

二、内源性脂肪酸由脂酰CoA在脂肪酸合酶体系催化下合成 203

三、一些多不饱和脂酸衍生物具有重要生理功能 207

四、甘油三酯分解氧化产生大量ATP供机体需要 209

第三节 磷脂代谢 215

一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物 215

二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解 219

三、鞘氨醇是神经鞘磷脂合成的重要中间产物 219

四、神经鞘磷脂在神经鞘磷脂酶催化下降解 220

第四节 胆固醇代谢 220

一、机体利用乙酰CoA合成胆固醇 220

二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路 222

第五节 血浆脂蛋白代谢 222

一、血脂是血浆所有脂质的统称 222

二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式 223

三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径 225

四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症 228

第十二章 氨基酸代谢 230

第一节 氨基酸代谢概况 230

一、氮平衡状态反映氨基酸摄入与消耗的状态 230

二、氨基酸在体内满足各种生理需求 231

第二节 体内氨基酸的来源 232

一、机体从食物蛋白质获取氨基酸 232

二、体内蛋白质降解释放氨基酸 235

三、营养非必需氨基酸可在体内通过不同途径合成 236

第三节 氨基酸氮的代谢 240

一、脱氨基是氨基酸分解代谢的起始反应 240

二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺形式转运 243

三、肝合成尿素是机体排泄氨的主要方式 244

第四节 氨基酸碳链骨架的代谢 248

一、某些α-酮酸可直接氨基化而重新形成氨基酸 248

二、氨基酸脱氨基后的碳链骨架可转变成糖或酮体 249

三、氨基酸脱氨基后的碳链骨架可彻底氧化分解供能 250

第五节 氨基酸代谢转换产生的特殊产物 250

一、机体利用某些氨基酸产生具有生物活性的胺类化合物 251

二、通过分解氨基酸可获得—碳单位 252

三、含硫氨基酸可产生重要的化学修饰基团 254

四、机体利用氨基酸合成其他含氮化合物 255

第十三章 核苷酸代谢 259

第一节 核苷酸代谢概论 260

一、核苷酸具有多种生物学功能 260

二、核苷酸的合成代谢有从头合成和补救合成两种途径 260

三、核苷酸的降解和补救合成具有重要生物学意义 260

四、磷酸核糖焦磷酸是从头合成和补救合成途径的交叉点 261

第二节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 261

一、嘌呤核苷酸的从头合成起始于5'-磷酸核糖 261

二、嘌呤核苷酸的补救合成代谢存在两种方式 263

三、嘌呤核苷酸经分解代谢产生尿酸 264

四、嘌呤核苷酸的合成代谢受反馈抑制调节 264

第三节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢 266

一、嘧啶核苷酸的从头合成过程比嘌呤核苷酸简单 266

二、嘧啶核苷酸的补救合成与嘌呤核苷酸的补救合成类似 267

三、嘧啶核苷酸经分解产生小分子可溶性物质 268

四、嘧啶核苷酸合成代谢受精细调节 269

第四节 体内核苷酸的转化 270

一、核糖核苷二磷酸还原生成脱氧核糖核苷酸 270

二、核苷二磷酸和核苷三磷酸可以相互转化 271

第五节 核苷酸代谢与医学的关系 271

一、核苷酸代谢障碍可引发多种疾病 271

二、抗代谢物的药用机制主要在于阻断核苷酸合成途径 272

第十四章 非营养物质代谢 275

第一节 肝的生物转化作用 275

一、体内非营养性物质有内源性和外源性两类 275

二、肝是非营养性物质进行生物转化的主要器官 276

三、肝的生物转化反应可分为两相 276

四、生物转化反应具有连续性、多样性及双重性的特点 280

五、生物转化作用受许多因素的调节和影响 281

第二节 胆汁酸的代谢 282

一、胆汁可分为肝胆汁和胆囊胆汁 282

二、胆汁酸促进脂类的消化、吸收和胆固醇排泄 283

三、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分 283

四、胆汁酸的肠肝循环有利机体对胆汁酸的再利用 287

第三节 血红素的生物合成 288

一、血红素的化学结构 288

二、血红素的生物合成及调节 288

第四节 胆色素的代谢与黄疸 291

一、胆色素铁卟啉化合物的分解代谢产物 291

二、胆红素的生成及空间结构 291

三、血液中的血红素主要与清蛋白结合而运输 292

四、胆红素在肝细胞中转化为结合型胆红素并分泌入胆小管 293

五、胆红素在肠道内经历转化及肠肝循环 294

六、血液胆红素含量增高可出现黄疸 295

第十五章 物质代谢调节与整合 300

第一节 代谢的稳态和整体性 301

一、代谢调节维持稳态 301

二、各种物质代谢途径整合为统一的整体 301

第二节 肝在代谢调节与整合中的作用 303

一、肝是物质代谢的核心器官 303

二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官 304

三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所 304

四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的特殊功能 305

第三节 肝外组织／器官的代谢特点及联系 305

一、脂肪组织是机体最重要的“能储” 305

二、脑氧化葡萄糖和酮体供能并具有特殊的氨基酸稳态机制 305

三、心肌以有氧氧化分解脂肪酸、酮体和乳酸供能为主 306

四、骨骼肌兼具有氧氧化和酵解供能机制 306

第四节 物质代谢调节机制 306

一、细胞水平的调节包括酶活性和酶含量调节 306

二、激素通过特异受体和信号途径调节代谢 310

三、整体调节就是在神经主导下激素调节器官代谢的整合 311

第三篇 遗传信息的复制与传递 317

第十六章 DNA的合成及重组 317

第一节 基因组复制的主要特点 318

一、基因组是细胞或病毒全部遗传信息的总和 318

二、基因组DNA复制具备一些共同特征 318

三、不同基因组DNA通过不同的模式进行复制 320

四、不同基因组RNA可通过不同的模式进行复制 320

第二节 DNA复制过程 321

一、原核生物DNA复制体现了复制的基本过程和特征 321

二、真核生物DNA复制和原核生物相似但更为复杂 326

三、线粒体和噬菌体DNA复制具有特殊方式 332

第三节 DNA的反转录合成 333

一、反转录酶以tRNA为引物合成双链cDNA 334

二、反转录病毒基因组通过cDNA中间体进行复制 335

第四节 DNA损伤修复 336

一、多种因素通过不同形式可引起DNA损伤 336

二、DNA损伤修复系统有多种类型 337

三、DNA损伤修复具有重要的生物学意义 340

第五节 DNA重组 341

一、同源重组是最基本的DNA重组方式 341

二、特异位点重组是特异位点间的遗传信息整合 342

三、转座重组是插入序列和转座子介导的DNA移位 344

第十七章 RNA的合成 347

第一节 RNA合成概述 348

一、RNA合成有DNA依赖的RNA合成和RNA依赖的RNA合成两种方式 348

二、DNA依赖的RNA合成是不对称转录 348

第二节 DNA依赖的RNA合成 349

一、RNA转录由DNA依赖的RNA聚合酶催化 349

二、RNA聚合酶通过结合启动子启动转录 351

三、某些特异序列——终止子是RNA合成的终止信号 355

第三节 RNA的加工 356

一、真核细胞mRNA由hnRNA经转录后加工成为成熟分子 356

二、rRNA和tRNA加工通过核酸酶催化和修饰完成 359

三、一些内含子RNA具有自我剪接和催化功能 363

四、通过转录后编辑一些基因可产生多种产物 364

第四节 RNA依赖的RNA合成 365

一、病毒RNA基因组通过RNA依赖的RNA聚合酶进行复制 365

二、复制酶只特异识别和复制病毒RNA但缺乏校正功能 365

第五节 基因组RNA复制的主要特点 365

一、大多数RNA病毒的基因组是单链RNA分子 365

二、病毒基因组RNA复制利用宿主翻译系统合成有关酶和蛋白质 366

第十八章 蛋白质的合成与加工 368

第一节 蛋白质合成体系的组成 369

一、mRNA是蛋白质／多肽链合成的模板 369

二、一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由几种tRNA转运 370

三、rRNA与蛋白质组成核糖体——蛋白质合成场所 371

四、蛋白质合成体系组成还需要其他辅助因子 372

第二节 蛋白质的合成过程 373

一、氨基酸活化成氨基酰-tRNA 373

二、起始阶段形成翻译起始复合物 373

三、新生肽链通过核糖体循环而延长 376

四、肽链合成终止阶段释放新生肽链 377

第三节 翻译后的折叠和加工修饰 378

一、新生肽链经历翻译后修饰 378

二、折叠是肽链高级结构形成的过程 380

三、亚单位聚合形成多亚基蛋白质 383

四、蛋白质合成后经靶向输送到细胞特异区间 383

第四节 蛋白质生物合成与医学的关系 383

一、病毒利用宿主蛋白质合成体系进行复制 384

二、许多抗生素通过抑制细菌蛋白质合成发挥作用 384

三、某些活性物质通过抑制细胞或病毒的蛋白质合成发挥作用 385

第十九章 遗传信息传递的整体性 387

第一节 基因组学 388

一、基因组就是一种生物拥有的所有遗传信息的总合 388

二、基因组学包括结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学 388

三、结构基因组学的主要任务是基因组作图和大规模测序 388

四、功能基因组学系统探讨基因的活动规律 390

第二节 转录组学 391

一、转录组学研究全部RNA的表达及功能 391

二、转录组学的核心工作是分析基因表达谱 391

三、芯片、SAGE和MPSS是转录组学研究主要技术 391

四、RNA组学研究全部非mRNA小RNA的集合 393

第三节 蛋白质组学 393

一、研究细胞内所有蛋白质组成及其活动规律是蛋白质组学的中心任务 393

二、二维电泳—生物质谱是蛋白质组学研究的常用技术 394

三、蛋白质相互作用研究是认识蛋白质功能的重要内容 394

第四节 “组学”在医学中的应用 395

一、疾病基因组学研究疾病相关基因揭示疾病发病机制 395

二、药物基因组学研究遗传变异对药物效能和毒性的影响 396

三、肿瘤基因组解剖工程阐明肿瘤相关基因 397

四、代谢组学研究内源性代谢物质的动态变化规律及与生物过程的联系 397

第四篇 基因表达调控 401

第二十章 原核生物基因表达调控 401

第一节 原核生物基因表达特点 402

一、操纵子是原核生物的基因转录单元 402

二、原核生物中mRNA的转录、翻译和降解偶联进行 402

三、mRNA所携带的信息差别很大 403

第二节 原核生物基因表达的转录水平调控 403

一、转录调控是以特定的DNA序列和蛋白质结构为基础 403

二、特定蛋白质与DNA结合后控制转录起始 404

三、原核基因表达的转录过程可通过不同模式进行调控 408

第三节 原核生物基因表达的翻译水平调控 412

一、SD序列决定翻译起始效率 412

二、mRNA的稳定性是决定翻译产物量的重要因素 414

三、翻译产物可对翻译过程产生反馈调节效应 414

四、小分子反义RNA参与调节蛋白质合成 415

第四节 λ噬菌体的基因表达调控 416

一、λ噬菌体调控区段的表达产物与生活周期有关 416

二、cl基因表达的阻遏蛋白封闭大部分基因使λ进入溶原周期 418

第二十章 真核基因表达调控 420

第一节 真核基因表达调控的特征 421

一、顺式作用元件是决定真核基因转录活性的关键因素之一 421

二、反式作用因子和顺式作用蛋白是真核基因的转录调节蛋白 422

三、正性调节占主导的真核基因表达调控机制更加复杂 425

第二节 真核基因表达的染色质水平调控 426

一、常染色质区内的基因有转录活性 426

二、组蛋白修饰改变染色质活性 426

三、转录活性基因启动子区甲基化程度低 427

第三节 真核基因表达的转录水平调控 428

一、转录起始调控发生在转录起始复合物的组装过程 428

二、转录后调控涉及修饰、剪接、编辑、定向转运多个环节 428

第四节 真核基因表达的翻译水平调控 433

一、翻译起始因子-2的磷酸化调节蛋白质翻译 433

二、5'端或3'端非翻译区特异RNA结合蛋白介导蛋白质翻译负调控 433

三、真核mRNA不同翻译起始点的调控 434

第二十二章 基因表达与细胞信号转导的偶联机制 436

第一节 细胞信号转导机制概述 436

一、细胞内存在复杂的信号转导网络 437

二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号 437

三、第二信使的浓度和分布变化是重要的信号转导方式 437

四、细胞信号通路由分子开关控制 438

五、细胞信号转导通路的结构基础是蛋白质复合物 439

六、细胞信号转导的规律和特征 439

第二节 控制基因表达的细胞信号转导网络 439

一、细胞通过改变基因表达状态适应细胞内外环境 439

二、细胞内存在复杂的控制基因表达的信号转导网络 440

第三节 核受体介导的基因表达调控信号转导 445

一、核受体超家族大多具有转录因子结构 445

二、配体类型或结构域是核受体超家族分类的依据 445

三、核受体作为转录因子直接调节靶基因的表达 446

四、辅（助）调节因子参与核受体介导的基因表达调控 447

第四节 膜受体介导的信号转导通路与基因表达调控 448

一、膜受体介导的信号转导途径与基因表达调节偶联 448

二、几种典型的信号转导通路与基因表达调控偶联 449

第五篇 DNA操作 455

第二十三章 DNA操作的基本技术 455

第一节 核酸印迹技术与分子杂交 456

一、Southern印迹可用于分析基因拷贝数的变化 456

二、Northern印迹和RT-PCR可用于分析基因转录水平的变化 456

三、原位分子杂交技术可用于基因及其表达产物的定位分析 457

第二节 聚合酶链式反应 458

一、PCR技术分析基因及其产物 459

二、PCR技术可以进行实时、定量分析 459

三、PCR结合免疫沉淀扩增与蛋白质结合的DNA序列 459

第三节 DNA序列测定 460

一、DNA序列分析有双脱氧链终止法和化学裂解法 461

二、DNA序列分析揭示基因和基因组一级结构／变化 461

第四节 DNA芯片技术 462

一、利用DNA芯片技术可同时进行高通量基因转录活性的分析 462

二、染色质免疫共沉淀与芯片技术结合检测蛋白质-DNA相互作用 463

三、芯片技术的发展——蛋白质芯片和组织芯片 464

第五节 酵母及哺乳动物细胞杂交系统 465

一、酵母双杂交探测蛋白—蛋白的相互作用 465

二、酵母单杂交系统需要构建“报告”细胞 467

三、蛋白质-RNA相互作用也可采用酵母三杂交系统进行分析 468

第二十四章 重组DNA技术 470

第一节 重组DNA技术中常用的工具酶 471

一、限制性核酸内切酶用于切割DNA 471

二、DNA连接酶用于催化DNA片段连接 472

三、重组DNA技术中还需使用其他常用工具酶 472

第二节 目的DNA的获取 473

一、化学合成法可直接合成目的DNA 473

二、从基因组DNA文库中获取目的DNA 474

三、从cDNA文库中获取目的DNA 474

四、经PCR获取目的DNA 475

五、通过特异杂交系统获取某些转录因子的编码DNA 475

第三节 重组DNA技术中的DNA载体 475

一、克隆载体用于外源DNA的克隆和无性繁殖 475

二、表达载体用于外源DNA的表达 476

三、特殊载体具有特定用途 481

四、载体上的常用标志或标签有多种 483

第四节 DNA克隆的基本过程 483

一、分离获取目的DNA有多种方法（分） 483

二、根据DNA克隆的目的选择与准备适当载体（择） 484

三、目的DNA与适宜载体连接形成重组DNA（接） 484

四、将重组DNA转入适宜的宿主细胞进行扩增（转） 485

五、筛选与鉴定重组DNA有多种方法（筛） 486

第五节 常用的原核、真核细胞表达体系 489

一、原核细胞表达体系主要利用细菌表达外源蛋白 489

二、真核细胞表达体系利用多种真核细胞表达外源蛋白 490

第六节 重组DNA技术的应用 492

一、重组DNA技术广泛应用于发展蛋白质／多肽类药物与疫苗 492

二、重组DNA技术应用于真核细胞转基因和基因打靶 492

三、重组DNA技术还应用于其他诸多方面 493

第二十五章 基因结构分析的基本策略 495

第一节 基因序列结构的生物信息学检索和比对分析 495

一、通过数据库进行基因序列的同源性检索及比对 495

二、利用基因数据库查找基因序列 497

三、将基因序列定位到染色体（定位分析） 498

第二节 基因转录起始点的鉴定 498

一、基因转录起始点位于起始子序列内 498

二、有几种方法可用于基因转录起始点的序列分析 499

第三节 启动子的结构及功能分析 504

一、采用实验结合信息检索策略分析启动子结构 504

二、多种实验用于启动子的功能分析 507

第四节 编码区结构分析 508

一、基因编码区具有结构特征 508

二、有几种技术可用来分析基因编码区的结构 509

第二十六章 基因表达及功能分析的基本策略 512

第一节 基因表达的分析策略 513

一、通过检测mRNA揭示基因转录水平的表达特征 513

二、通过蛋白质检测揭示基因翻译水平的表达特征 515

三、高通量检测技术成为基因表达研究的有力工具 516

第二节 生物信息学在预测基因功能中的应用 518

一、利用生物信息学方法进行基因功能注释 518

二、利用生物网络全面系统地了解基因的功能 519

三、复杂疾病的生物信息学研究策略包括信息提取、分析和建模 521

第三节 基因的生物学功能鉴定技术 522

一、采用功能获得策略鉴定基因的功能 522

二、采用功能失活策略鉴定基因的功能 523

三、随机突变筛选策略 526

第六篇 基因疾病与治疗 529

第二十七章 基因与疾病 529

第一节 基因与疾病概述 529

一、人类所有疾病均可视为基因病 529

二、疾病基因与遗传易感性有关 530

三、基因突变可能诱发疾病 532

四、基因突变改变表达产物的“质”和“量”引起疾病 534

第二节 人类单基因疾病 535

一、常染色体显性遗传疾病呈高度异质性和复杂性 535

二、常染色体隐性遗传病突变基因及表型也呈高度异质性和复杂性 536

三、X连锁遗传病是由X染色体上的基因突变引起 538

第三节 多基因复杂性状疾病 539

一、多基因复杂性状疾病涉及多基因和多因素 539

二、癌症发生发展机制涉及多基因多因素 540

三、其他疾病也涉及易感基因 545

第二十八章 基因诊断与基因治疗 547

第一节 基因诊断学基础 547

一、基因诊断检测的目标分子是DNA、RNA或蛋白质 547

二、分子生物学、分子遗传学原理和技术是基因诊断的基础 548

三、结合目的选择基因诊断技术路线和方法 551

第二节 遗传病的基因诊断 554

一、血红蛋白病针对血红蛋白结构或珠蛋白肽链量异常进行诊断 554

二、对血友病先检查基因倒位再进行遗传标志连锁分析及其他分析 556

三、脆性X综合征诊断也有多种方法 557

第三 节恶性肿瘤的基因诊断 558

一、检测原癌基因和抑癌基因 558

二、介绍几种常见肿瘤的基因诊断 559

第四节 基因诊断在法医学上的应用 560

一、多态性遗传标记具有个体特异性 560

二、DNA指纹用于法医学诊断 561

第五节 基因治疗的概念及策略 562

一、基因治疗有几种策略 562

二、基因转移技术有直接和间接两条途径 563

三、基因干预抑制基因表达实现治疗目的 565

四、基因治疗应用研究显示潜力 566

五、基因治疗尚有重要困难（问题）待解决 568

名词释义 570

中英文对照索引 580

英中文对照索引 619