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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