本书从分子生物学的定义出发，以DNA和RNA这两类生物大分子为主线，由浅入深地介绍了这些大分子及基因与基因组的结构与功能，DNA和RNA的复制、转录和转录后的剪接、编辑，原核细胞与真核细胞基因表达调控等内容，既全面系统地阐述了分子生物学的基本理论，又列举了学科发展的前沿进展。本书的特色是按照叙述的顺序在每个重要知识点后都附有小结框，便于教师在教学中掌握要点，学生在学习中抓住重点、强化记忆，有利于复习考试。
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前言
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
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 T7RNA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rRNA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 mRNA5端加帽 241
8.6 mRNA3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DNAG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
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