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第1章 绪论 1

1.1分子生物学的概念 1

1.2分子生物学研究的主要内容 2

1.2.1基因与基因组的结构与功能 2

1.2.2 DNA的复制、转录和翻译 2

1.2.3基因表达调控的研究 2

1.2.4 DNA重组技术 3

1.2.5结构分子生物学 3

1.3分子生物学与生物化学之间的关系 4

1.4分子生物学发展的历程 4

1.4.1人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段 4

1.4.2重组DNA技术的建立和发展阶段 5

1.4.3重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段 5

1.4.4对功能基因与基因组的研究阶段 7

1.5 21世纪分子生物学发展的趋向 8

1.5.1功能基因组学 8

1.5.2蛋白质组学 9

1.5.3生物信息学 10

1.6怎样学好分子生物学 11

关键术语 12

思考题 12

第2章 核酸的结构与功能 13

2.1细胞内的遗传物质 13

2.1.1 DNA是主要的遗传物质 13

2.1.2 RNA也是遗传物质 14

2.2核酸的化学组成与共价结构 14

2.2.1核酸的化学组成 14

2.2.2多聚核苷酸的结构 16

2.3 DNA的高级结构 18

2.3.1双螺旋模型的特征 18

2.3.2 DNA高级结构的其他形式 19

2.4真核生物的染色体及其组装 25

2.4.1真核生物的染色体 25

2.4.2染色体中的蛋白质 26

2.4.3核小体的形成 27

2.4.4染色质的高级结构 28

2.5 RNA的结构与功能 30

2.5.1 RNA的结构特点及与DNA的区别 31

2.5.2 RNA在细胞中的分布 31

2.5.3细胞中RNA分类概述 32

2.6核酸的变性、复性与分子杂交 37

2.6.1核酸的变性 37

2.6.2核酸的复性与分子杂交 39

关键术语 42

思考题 42

第3章 基因与基因组的结构和功能 43

3.1基因的概念 43

3.1.1基因与DNA的关系 44

3.1.2基因与多肽链的关系 45

3.2基因的命名 46

3.3基因组 47

3.3.1基因组的概念 47

3.3.2基因及基因组的大小与C值悖理 48

3.4病毒及其基因组 49

3.4.1病毒基因组的一般特点 49

3.4.2病毒的核酸 50

3.4.3噬菌体基因组 51

3.4.4逆转录病毒及其基因组 53

3.5细菌基因组 59

3.5.1细菌基因组的一般特点 59

3.5.2细菌的染色体基因组 59

3.6真核生物基因组 61

3.6.1真核生物基因组的特点 61

3.6.2真核生物基因组的结构 61

3.6.3真核生物基因组的序列异质性 66

3.6.4线粒体基因与基因组的结构 75

3.6.5叶绿体基因与基因组的结构与功能 76

3.6.6人类基因组简介 78

关键术语 86

思考题 86

第4章 DNA的复制 87

4.1 DNA复制概述 87

4.1.1 DNA复制的基本概念 89

4.1.2复制方向 91

4.1.3复制方式 92

4.1.4 DNA复制的酶体系 94

4.1.5 DNA的半不连续复制 99

4.1.6 DNA合成的保真性 100

4.1.7 DNA拓扑异构酶 101

4.2 DNA复制的机制 102

4.2.1大肠杆菌复制的起始 102

4.2.2真核生物DNA复制起点的结构 103

4.2.3大肠杆菌DNA复制的延伸 104

4.2.4复制的终止 107

4.3真核生物DNA的复制 108

4.3.1真核生物的DNA聚合酶 108

4.3.2真核生物染色体端粒的复制 109

4.4原核细胞DNA复制的调控 112

4.4.1大肠杆菌染色体DNA的复制调控 112

4.4.2 ColEI质粒DNA的复制调控 113

4.4.3单链DNA噬菌体的复制调控 113

4.4.4 λ噬菌体DNA的复制调控 113

4.5真核生物DNA复制调控概述 114

关键术语 115

思考题 115

第5章 DNA的损伤、修复和基因突变 116

5.1 DNA的损伤 116

5.1.1 DNA分子的自发性损伤 116

5.1.2物理因素引起的DNA损伤 118

5.1.3化学因素引起的DNA损伤 118

5.2 DNA的修复 119

5.2.1直接修复 119

5.2.2切除修复 120

5.2.3错配修复 122

5.2.4重组修复 123

5.2.5易错修复和SOS反应 124

5.3基因突变 126

5.3.1基因突变的类型 126

5.3.2 DNA诱变剂 127

5.3.3诱变剂和致癌剂的检测 129

5.3.4基因突变的后果 129

关键术语 130

思考题 130

第6章 DNA的重组与转座 131

6.1同源重组 132

6.1.1同源重组的分子模型 132

6.1.2同源重组的酶学分子机制 134

6.1.3酵母的减数分裂重组 137

6.1.4异源双链与基因转换 138

6.1.5细菌的基因转移与DNA重组 139

6.2特异位点重组 141

6.3 DNA的转座 144

6.3.1转座子的概念 144

6.3.2转座子的分类 144

6.3.3转座子的转座机制 146

6.3.4转座子转座的基本特征 149

6.3.5转座子转座引起的遗传学效应 149

6.3.6真核生物的转座子 150

6.4逆转录转座子 154

6.4.1逆转录转座子的概念 154

6.4.2逆转座子的结构和作用机制 154

6.4.3逆转座子的生物学意义 157

关键术语 159

思考题 159

第7章 RNA的转录 160

7.1 RNA转录概述 160

7.1.1 RNA转录的一般特点 160

7.1.2原核生物和真核生物基因转录的差异 162

7.2启动子的结构与功能 162

7.2.1启动子的结构 163

7.2.2启动子的功能 163

7.3细菌的RNA聚合酶 166

7.3.1 RNA聚合酶概述 166

7.3.2大肠杆菌的RNA聚合酶 166

7.3.3 T7 RNA聚合酶 168

7.3.4 σ因子的结构与功能 168

7.3.5核心聚合酶的结构与功能 170

7.3.6 RNA聚合酶全酶的结构与功能 172

7.3.7原核生物RNA的转录过程 176

7.4真核生物的RNA聚合酶及其转录 182

7.4.1真核生物基因转录的特点 182

7.4.2真核生物基因转录的实验系统 183

7.4.3研究真核生物基因转录起点的技术 184

7.4.4真核生物基因转录的RNA聚合酶 185

7.5真核生物基因转录的启动子 188

7.6类型Ⅱ基因转录的转录因子 193

7.7类型Ⅱ基因转录起始复合物的装配 199

7.8类型I和Ⅲ基因转录的转录因子 201

7.9 RNA转录的抑制 205

7.9.1嘌呤和嘧啶类似物 206

7.9.2 DNA模板功能的抑制物 206

7.9.3 RNA聚合酶的抑制物 208

关键术语 208

思考题 208

第8章RNA转录后的剪接与加工 209

8.1原核生物RNA的转录后加工 209

8.1.1原核生物rRN A前体的加工 209

8.1.2原核生物tRNA前体的加工 210

8.1.3原核生物mRNA前体的加工 212

8.2真核生物RNA的加工 213

8.2.1真核生物tRNA前体的转录后加工 213

8.2.2真核生物rRNA前体的转录加工 215

8.2.3细胞核mRNA前体剪接概述 216

8.2.4细胞核mRNA前体剪接的机制 219

8.2.5 RNA的自我剪接 228

8.2.6核酶 234

8.3真核生物mRNA前体的选择性剪接 235

8.4反式剪接 239

8.5 mRNA 5＇端加帽 241

8.6 mRNA 3＇端的多聚腺苷酸化 243

8.7 RNA的编辑 245

8.7.1 RNA编辑的机制 246

8.7.2 RNA编辑的类型 248

8.7.3 RNA编辑的生物学意义 249

8.8 RNA的再编码 250

8.9 RNA干涉 251

8.9.1 RNA干涉概述 251

8.9.2 RNA干涉的分子机制 252

8.9.3 RNAi在异染色质形成和基因沉默中的作用 254

8.9.4短干涉RNA的扩增 255

8.9.5 RNA干涉的几个重要特征 256

8.9.6 RNA干涉的生理意义 257

8.9.7 RNA干涉的应用 257

关键术语 258

思考题 258

第9章 原核生物基因表达的精细调控 260

9.1基因表达调控概述 260

9.2原核基因表达调控的若干概念 261

9.2.1细菌细胞对营养的适应 261

9.2.2顺式作用元件和反式作用因子 262

9.2.3结构基因和调节基因 262

9.2.4操纵基因和阻遏蛋白 263

9.2.5组成型蛋白和调节蛋白 263

9.2.6操纵子 263

9.2.7原核生物基因对调控作用做出反应的类型 264

9.2.8小分子效应物的作用 264

9.3乳糖操纵子的调控 265

9.3.1乳糖操纵子的负调控 265

9.3.2乳糖操纵子的正调控 268

9.4阿拉伯糖操纵子的调控 271

9.5色氨酸操纵子的两级调控 273

9.5.1色氨酸操纵子的阻遏调控 273

9.5.2色氨酸操纵子的衰减系统 274

9.6受双启动子调控的半乳糖操纵子 278

9.7细菌的应急反应 280

9.8正调控系统和负调控系统 281

9.9受多重启动子调控的操纵子 284

9.10重叠基因的调控作用 285

9.11细菌中DNA-蛋白质的相互作用 287

关键术语 289

思考题 289

第10章 真核生物的基因表达调控 290

10.1真核基因表达调控的特点 290

10.2真核细胞基因表达调控的不同层次 292

10.3 DNA染色体水平的调控 293

10.3.1染色质结构状态的调控 293

10.3.2异染色质化 294

10.3.3组蛋白对基因活性的影响 294

10.3.4组蛋白的乙酰化-去乙酰化 295

10.3.5活性染色质对DNase的敏感性 297

10.3.6非组蛋白 298

10.3.7核基质与基因活化 300

10.3.8基因的丢失 301

10.3.9基因的扩增 301

10.3.10染色体基因的重排 302

10.4 DNA序列水平上的调控 305

10.4.1 DNA甲基化 305

10.4.2 DNA甲基化与转录抑制 306

10.4.3甲基化影响DNA与蛋白质的相互作用 306

10.5真核生物基因转录水平的调控 307

10.5.1真核生物与原核生物转录调控的区别 307

10.5.2真核生物基因基础转录的调节 308

10.5.3真核生物转录调控的顺式作用元件 309

10.6真核基因表达的转录后水平调控 318

10.6.1酪蛋白mRNA的稳定性 318

10.6.2转铁蛋白受体mRNA的稳定性 318

10.7转录因子对基因表达的调控 319

10.7.1细胞对转录因子的调控 319

10.7.2转录激活因子的类型与结构 324

10.7.3转录激活因子结合DNA的结构基序 327

10.7.4调控蛋白对特异DNA序列的识别 333

关键术语 334

思考题 334

主要参考文献 335

索引 337