Molecular genetics

第一章 遗传的物质基础--DNA
第一节 DNA携带着两类不同的遗传信息
第二节 DNA的一级结构
第二节 DNA的二级结构
一、Watson--Crick右手双螺旋结构
二、决定双螺旋结构状态的因素
第四节 DNA物理结构不均一性
一、反向重复序列
二、富含A/T的序列
四、嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响
第五节 DNA的双螺旋结构的呼吸作用
第六节 DNA的变性、复性、杂交和Cot曲线
一、变性
二、复性
三、杂交
四、Cot曲线
第七节 DNA二级结构的多形性
第八节 DNA构象家族
第九节 DNA超螺旋和拓扑异构现象
第十节 常见的DNA分子形式及其相互关系
提要
参考文献
第二章 有机体、染色体和基因
第一节 原核生物和真核生物
第二节 基因组大小与C值矛盾
第三节 原核生物染色体及其基因
一、大肠杆菌染色体
二、噬菌体
第四节 真核生物的染色体
一、真核生物DNA复性动力学
二、真核生物染色体上的单一序列和重复序列以及卫星DNA
三、卫星DNA的等级结构及其起起源和进化
四、染色质和核小体
五、着丝点
六、端粒
第五节 真核生物的基因
一、不连续基因
二、基因家族与基因簇
三、串联重复基因
四、细胞器基因
第六节 基因定位
一、遗传交换定位法
二、接合定位法
三、染色体步行和染色体跳跃
第七节 基因的分子进化
第八节 早期生命进化的三界系统理论
一、原核生物之间的巨大差异
二、基于16SrRNA碱基变化的通用系统发生分类法
三、内共生作用参与了真核生物的进化
提要
参考文献
第三章 DNA的复制
第一节 DNA的半保留复制
第二节 复制原点、方向和方式
第三节 DNA复制的酶学
一、DNA的聚合反应和聚合酶
二、脱氧核苷三磷酸前体的来源
三、三种DNA聚合酶的结构和功能
四、DNA连接酶
五、与DNA几何学性质相关的酶
第四节 DNA复制的半不连续性
一、DNA半不连续性复制的出现
二、引物和引发酶
三、前体片断的连接
第五节 DNA复制机构的复杂性
第六节 DNA复制的起始
一、先导链合成的起始(上)：从新起始
二、先导链合成的起始(下)：共价延伸
三、后随链的前体片断的起始
四、由复制体进行先导链和后随链的同时复制
第七节 复制的终止
一、环形DNA复制的终止
二、线形DNA复制的终止
第八节 真核生物的DNA复制
一、真核生物的复制原点、复制元和复制元族
二、真核生物的DNA聚合酶和引发酶
三、SV40的大T抗原与复制原点
四、SV40以及其他真核生物的DNA复制过程
五、真核生物染色体末端DNA的复制
六、真核生物复制过程中的核小体结构
第九节 复制的调控
提要
参考文献
第四章 以修复作用为中心的DNA的安全保障体系
第一节 复制修复
一、尿嘧啶糖基酶系统
二、错配修复系统
第二节 损伤修复
一、胸腺嘧啶二聚体的产生
二、胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征
三、胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制
四、其他损伤类型及其修复
第三节 限制与修饰
一、限制-修饰现象
二、限制-修饰系统
三、限制-修饰系统的生物学意义
提要
参考文献
第五章 突变
第一节 概述：突变定义及其分类
第二节 条件型突变
第三节 回复突变和抑制突变
一、回复突变的鉴定和分类
二、基因内抑制突变
三、基因间抑制突变
四、基因间间接抑制突变
第四节 突变剂和突变生成
一、碱基类似物在DNA复制时的渗入
二、DNA分子上碱基的化学修饰
三、嵌合剂的致突变作用
四、转座成分的致突变作用
五、增变基因
六、紫外线的致突变作用
七、突变热点
第五节 离体定向诱变
提要
参考文献
第六章 转录
第一节 概述
第二节 RNA合成的酶学
一、RNA合成的基本特征
二、B.coll RNA聚合酶
三、真核生物的RNA聚合酶
第三节 控制转录起始的DNA序列--操作子和启动子的结构
一、操纵元及其结构
二、原核生物的启动子结构
三、鉴别RNA聚合酶等蛋白质在DNA上结合位点的方法
四、真核生物的启动子
第四节 转录的起始和延伸
第五节 转录的终止
一、终止序列和释放因子
二、终止与抗终止及抗终止因子
三、真核生物转录的终止
第六节 转录后处理(一) 转录产物的修饰--真核生物 mRNA的帽子和尾巴
一、帽子
二、多聚(A)尾巴
第七节 转录后处理(二) 基因间序列的去除--稳定RNA从多基因转录产物中的分离
一、不稳定RNA与稳定RNA
二、rRNA的转录后处理
三、tRNA的转录后处理
第八节 转录后处理(三) 内元的去除--RNA的拼接
一、概述
二、tRNA的拼接
三、第Ⅰ类内元的拼接
四、编码RNA成熟酶的内元
五、第Ⅱ类内元的拼接
六、核基因mRNA内元的拼接
第九节 转录后处理(四) 不连续转录和反式拼接
第十节 逆转录
提要
参考文献
第七章 翻译
第一节 tRNA和遗传密码
一、tRNA的结构
二、密码子与反密码子
三、副密码子与氨酰基tRNA的合成
四、tRNA的丰富度与密码子的使用频率
五、密码的通用性、线性体密码的特殊性和密码的进化
第二节 核糖体--制造蛋白质的工厂
一、核糖体的结构
二、核糖体的装配
三、核糖体突变
四、核糖体的活性位点
第三节 肽链的合成
一、合成的起始
二、延伸
三、终止和肽链的释放
第四节 mRNA的结构与翻译
一、原核生物的多顺反子mRNA的翻译
二、真核生物核糖体形成位点与双功能mRNA
三、只有最后一个终止密码子的多基因mRNA的翻译
第五节 蛋白质在细胞内的越膜运输，定位和翻译后处理
一、概述
二、细菌中蛋白质的越膜
三、真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定
四、翻译后处理
提要
参考文献
第八章 原核生物基因表达的调控
第一节 概述
第二节 正调控与负调控
第三节 操纵元的原型--乳糖操纵元
一、操纵元模型的提出
二、乳糖操纵元的调控机理
三、阻遏蛋白与操作子的相互作用
四、乳糖操纵元的正调控
第四节 操纵元的其他调控形式
一、具有双启动子的半乳糖操纵元
二、阿拉伯糖操纵元：具有双重功能(正控制和负控制)的调节蛋白质
三、色氨酸操纵元：可阻遏系统
第五节 基因转录的时序调控
一、 枯草杆菌中σ亚基的更迭
二、大肠杆菌热震惊基因的表达
三、T4噬菌体生长中RNA聚合酶亚基的修饰和σ亚基的替换
四、T7噬菌体生长过程中用噬菌体RNA聚合酶代替寄主的RNA聚合酶
五、λ噬菌体早期、晚期基因转录以及裂解生长和溶原生长的调控
第六节 基因转录的翻译调控--衰减子系统
一、概述
二、衰减子的作用机制
三、衰减子的普遍性及其生物学意义
四、负责核苷酸合成的基因的衰减子
第七节 翻译水平的调控
一、反义RNA的调控作用
二、mRNA本身的二级结构影响翻译的进行
三、mRNA的寿命对基因表达的调控
四、蛋白质合成的自体调控
五、严谨反应
第八节 DNA序列重排对基因转录的调控
提要
参考文献
第九章 真核生物基因表达的调控
第一节 概述
一、真核生物基因调控的特点
二、活跃表达基因的数目
三、基因表达的不同水平：丰富mRNA和稀少mRNA
四、持家基因和奢侈基因
五、胚胎分化过程中有可能存在着相对简单的分子开关
第二节 DNA水平的调控
一、基因丢失
二、基因扩增
三、基因重排
第三节 活跃转录基因的染色质结构
一、转录基因的核小体结构
二、DNA酶Ⅰ优先敏感性和HMG蛋白质
三、DNA酶Ⅰ超敏感点
四、组蛋白的修饰作用
五、DNA的甲基化和去甲基化
第四节 转录水平的调控
一、Britten-Davidson模型
二、基因调控的顺式作用成分
三、基因调控的反式作用因子
四、真核基因转录调控的机制
第五节 rRNA基因的转录：先终止还是先起始？
第六节 意外的意外：RNA聚合酶Ⅲ启动子的多形性和三种RNA聚合酶及其启动子的共通性
第七节 真核生物中转录的翻译控制
第八节 转录后水平的调控
一、hnRNA的选择性加工运输
二、mRNA前体的选择性拼接
第九节 翻译水平的调控
一、mRNA的稳定性
二、mRNA翻译起始的调控
三、真核生物蛋白质合成的自体调控
提要
参考文献
第十章 基因表达调控的分子机制
第一节 概述
第二节 两类遗传信息的差异
第三节 调节蛋白质的对称性与其识别序列的对称性
第四节 λ噬菌体的阻遏蛋白和Oro蛋白所组成的转录开关系统
第五节 调控蛋白质的结构花式及其与DNA相互作用的细微机制
一、概述
二、α螺旋--转角--α螺旋
三、锌指结构
四、Leu拉链
第六节 不同结合位点上的蛋白质之间的相互作用
一、蛋白质相互作用的方式
二、蛋白质相互作用的复杂性和正、负调控作用的相对性
第七节 RNA开关系统
提要
参考文献
第十一章 遗传重组
第一节 概述
第二节 同源重组的分子机制
一、断裂--复合及Holliday中间体的形成
二、Holliday中间体的拆分
三、异源双链与基因转换
四、细菌转化、接合和转导的重组机制
第三节 同源重组的酶学机制--RecA蛋白质和RecBCD蛋白质在同源重组中的作用
一、RecA蛋白质在联会和链交换中的作用
二、RecA蛋白质和Holliday中间体的形成
三、RecBCD在同源重组中的作用和重组热点
四、拆分Hilliday中间体的酶活性
五、RecF途径
第四节 依赖于同源重组的位点特异性的序列代换--酵母MAT序列的置换
第五节 位点特异性重组
一、λ噬菌体DNA的整合与切除
二、λ噬菌体整合的分子机制
第六节 细菌中的转座成分
一、转座成分概述
二、插入序列
三、复合转座元
四、Tn10和Tn5的末端组件与转座的调节
五、转座的机制
六、Tn3及其转座作用
七、作为转座成分的Mu噬菌体
八、沙门氏菌鞭毛相变中的转座机制
第七节 真核生物中的转座成分(一) 真核生物转座成分的分类及其典型代表
一、真核生物中的转座成分及其分类
二、酵母的Ty成分
三、果蝇的copla等转座成分
四、玉米的转座成分
第八节 真核生物中的转座成分(二) 还原病毒
一、通过DNA中间体复制其基因组RNA
二、还原病毒的基因组结构
三、还原病毒基因组RNA到原病毒DNA的转弯过程
四、原病毒的基因表达
五、还原病毒的癌基因及其起源
六、还原病毒和转座元的关系
第九节 真核生物中的转座成分(三) 非病毒返座元
一、概述
二、RNA聚合酶Ⅱ转录产物的返座假基因和返座基因
三、RNA聚合酶Ⅲ转录产物的返座元
四、关于返座的机制
提要
参考文献
第十三章 基因工程导论
一、概述
二、限制性内切酶对DNA分子的专一性切割
三、载体：克隆载体，穿梭载体和表达载体
四、基因组克隆和cDNA克隆
五、核苷酸链的杂交反应提供了检测特定核苷酸片断的灵敏方法
六、用DNA重组技术大量制造细胞中的微量蛋白质
七、植物的基因工程
八、基因工程工业
九、红束语
参考文献
附录：涵义和译名有所变化的部分分子遗传学术语
索引
第一章 遗传的物质基础--DNA
第一节 DNA携带着两类不同的遗传信息
第二节 DNA的一级结构
第二节 DNA的二级结构
一、Watson--Crick右手双螺旋结构
二、决定双螺旋结构状态的因素
第四节 DNA物理结构不均一性
一、反向重复序列
二、富含A/T的序列
四、嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响
第五节 DNA的双螺旋结构的呼吸作用
第六节 DNA的变性、复性、杂交和Cot曲线
一、变性
二、复性
三、杂交
四、Cot曲线
第七节 DNA二级结构的多形性
第八节 DNA构象家族
第九节 DNA超螺旋和拓扑异构现象
第十节 常见的DNA分子形式及其相互关系
提要
参考文献
第二章 有机体、染色体和基因
第一节 原核生物和真核生物
第二节 基因组大小与C值矛盾
第三节 原核生物染色体及其基因
一、大肠杆菌染色体
二、噬菌体
第四节 真核生物的染色体
一、真核生物DNA复性动力学
二、真核生物染色体上的单一序列和重复序列以及卫星DNA
三、卫星DNA的等级结构及其起起源和进化
四、染色质和核小体
五、着丝点
六、端粒
第五节 真核生物的基因
一、不连续基因
二、基因家族与基因簇
三、串联重复基因
四、细胞器基因
第六节 基因定位
一、遗传交换定位法
二、接合定位法
三、染色体步行和染色体跳跃
第七节 基因的分子进化
第八节 早期生命进化的三界系统理论
一、原核生物之间的巨大差异
二、基于16SrRNA碱基变化的通用系统发生分类法
三、内共生作用参与了真核生物的进化
第三章 DNA的复制
第一节 DNA的半保留复制
第二节 复制原点、方向和方式
第三节 DNA复制的酶学
一、DNA的聚合反应和聚合酶
二、脱氧核苷三磷酸前体的来源
三、三种DNA聚合酶的结构和功能
四、DNA连接酶
五、与DNA几何学性质相关的酶
第四节 DNA复制的半不连续性
一、DNA半不连续性复制的出现
二、引物和引发酶
三、前体片断的连接
第五节 DNA复制机构的复杂性
第六节 DNA复制的起始
一、先导链合成的起始(上)：从新起始
二、先导链合成的起始(下)：共价延伸
三、后随链的前体片断的起始
四、由复制体进行先导链和后随链的同时复制
第七节 复制的终止
一、环形DNA复制的终止
二、线形DNA复制的终止
第八节 真核生物的DNA复制
一、真核生物的复制原点、复制元和复制元族
二、真核生物的DNA聚合酶和引发酶
三、SV40的大T抗原与复制原点
四、SV40以及其他真核生物的DNA复制过程
五、真核生物染色体末端DNA的复制
六、真核生物复制过程中的核小体结构
第九节 复制的调控
第四章 以修复作用为中心的DNA的安全保障体系
第一节 复制修复
一、尿嘧啶糖基酶系统
二、错配修复系统
第二节 损伤修复
一、胸腺嘧啶二聚体的产生
二、胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征
三、胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制
四、其他损伤类型及其修复
第三节 限制与修饰
一、限制-修饰现象
二、限制-修饰系统
三、限制-修饰系统的生物学意义
第五章 突变
第一节 概述：突变定义及其分类
第二节 条件型突变
第三节 回复突变和抑制突变
一、回复突变的鉴定和分类
二、基因内抑制突变
三、基因间抑制突变
四、基因间间接抑制突变
第四节 突变剂和突变生成
一、碱基类似物在DNA复制时的渗入
二、DNA分子上碱基的化学修饰
三、嵌合剂的致突变作用
四、转座成分的致突变作用
五、增变基因
六、紫外线的致突变作用
七、突变热点
第五节 离体定向诱变
第六章 转录
第一节 概述
第二节 RNA合成的酶学
一、RNA合成的基本特征
二、B.coll RNA聚合酶
三、真核生物的RNA聚合酶
第三节 控制转录起始的DNA序列--操作子和启动子的结构
一、操纵元及其结构
二、原核生物的启动子结构
三、鉴别RNA聚合酶等蛋白质在DNA上结合位点的方法
四、真核生物的启动子
第四节 转录的起始和延伸
第五节 转录的终止
一、终止序列和释放因子
二、终止与抗终止及抗终止因子
三、真核生物转录的终止
第六节 转录后处理(一) 转录产物的修饰--真核生物 mRNA的帽子和尾巴
一、帽子
二、多聚(A)尾巴
第七节 转录后处理(二) 基因间序列的去除--稳定RNA从多基因转录产物中的分离
一、不稳定RNA与稳定RNA
二、rRNA的转录后处理
三、tRNA的转录后处理
第八节 转录后处理(三) 内元的去除--RNA的拼接
一、概述
二、tRNA的拼接
三、第Ⅰ类内元的拼接
四、编码RNA成熟酶的内元
五、第Ⅱ类内元的拼接
六、核基因mRNA内元的拼接
第九节 转录后处理(四) 不连续转录和反式拼接
第十节 逆转录
第七章 翻译
第一节 tRNA和遗传密码
一、tRNA的结构
二、密码子与反密码子
三、副密码子与氨酰基tRNA的合成
四、tRNA的丰富度与密码子的使用频率
五、密码的通用性、线性体密码的特殊性和密码的进化
第二节 核糖体--制造蛋白质的工厂
一、核糖体的结构
二、核糖体的装配
三、核糖体突变
四、核糖体的活性位点
第三节 肽链的合成
一、合成的起始
二、延伸
三、终止和肽链的释放
第四节 mRNA的结构与翻译
一、原核生物的多顺反子mRNA的翻译
二、真核生物核糖体形成位点与双功能mRNA
三、只有最后一个终止密码子的多基因mRNA的翻译
第五节 蛋白质在细胞内的越膜运输，定位和翻译后处理
二、细菌中蛋白质的越膜
三、真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定
四、翻译后处理
第八章 原核生物基因表达的调控
第二节 正调控与负调控
第三节 操纵元的原型--乳糖操纵元
一、操纵元模型的提出
二、乳糖操纵元的调控机理
三、阻遏蛋白与操作子的相互作用
四、乳糖操纵元的正调控
第四节 操纵元的其他调控形式
一、具有双启动子的半乳糖操纵元
二、阿拉伯糖操纵元：具有双重功能(正控制和负控制)的调节蛋白质
三、色氨酸操纵元：可阻遏系统
第五节 基因转录的时序调控
一、 枯草杆菌中σ亚基的更迭
二、大肠杆菌热震惊基因的表达
三、T4噬菌体生长中RNA聚合酶亚基的修饰和σ亚基的替换
四、T7噬菌体生长过程中用噬菌体RNA聚合酶代替寄主的RNA聚合酶
五、λ噬菌体早期、晚期基因转录以及裂解生长和溶原生长的调控
第六节 基因转录的翻译调控--衰减子系统
二、衰减子的作用机制
三、衰减子的普遍性及其生物学意义
四、负责核苷酸合成的基因的衰减子
第七节 翻译水平的调控
一、反义RNA的调控作用
二、mRNA本身的二级结构影响翻译的进行
三、mRNA的寿命对基因表达的调控
四、蛋白质合成的自体调控
五、严谨反应
第八节 DNA序列重排对基因转录的调控
第九章 真核生物基因表达的调控
一、真核生物基因调控的特点
二、活跃表达基因的数目
三、基因表达的不同水平：丰富mRNA和稀少mRNA
四、持家基因和奢侈基因
五、胚胎分化过程中有可能存在着相对简单的分子开关
第二节 DNA水平的调控
一、基因丢失
二、基因扩增
三、基因重排
第三节 活跃转录基因的染色质结构
一、转录基因的核小体结构
二、DNA酶Ⅰ优先敏感性和HMG蛋白质
三、DNA酶Ⅰ超敏感点
四、组蛋白的修饰作用
五、DNA的甲基化和去甲基化
第四节 转录水平的调控
一、Britten-Davidson模型
二、基因调控的顺式作用成分
三、基因调控的反式作用因子
四、真核基因转录调控的机制
第五节 rRNA基因的转录：先终止还是先起始？
第六节 意外的意外：RNA聚合酶Ⅲ启动子的多形性和三种RNA聚合酶及其启动子的共通性
第七节 真核生物中转录的翻译控制
第八节 转录后水平的调控
一、hnRNA的选择性加工运输
二、mRNA前体的选择性拼接
第九节 翻译水平的调控
一、mRNA的稳定性
二、mRNA翻译起始的调控
三、真核生物蛋白质合成的自体调控
第十章 基因表达调控的分子机制
第二节 两类遗传信息的差异
第三节 调节蛋白质的对称性与其识别序列的对称性
第四节 λ噬菌体的阻遏蛋白和Oro蛋白所组成的转录开关系统
第五节 调控蛋白质的结构花式及其与DNA相互作用的细微机制
二、α螺旋--转角--α螺旋
三、锌指结构
四、Leu拉链
第六节 不同结合位点上的蛋白质之间的相互作用
一、蛋白质相互作用的方式
二、蛋白质相互作用的复杂性和正、负调控作用的相对性
第七节 RNA开关系统
第十一章 遗传重组
第二节 同源重组的分子机制
一、断裂--复合及Holliday中间体的形成
二、Holliday中间体的拆分
三、异源双链与基因转换
四、细菌转化、接合和转导的重组机制
第三节 同源重组的酶学机制--RecA蛋白质和RecBCD蛋白质在同源重组中的作用
一、RecA蛋白质在联会和链交换中的作用
二、RecA蛋白质和Holliday中间体的形成
三、RecBCD在同源重组中的作用和重组热点
四、拆分Hilliday中间体的酶活性
五、RecF途径
第四节 依赖于同源重组的位点特异性的序列代换--酵母MAT序列的置换
第五节 位点特异性重组
一、λ噬菌体DNA的整合与切除
二、λ噬菌体整合的分子机制
第六节 细菌中的转座成分
一、转座成分概述
二、插入序列
三、复合转座元
四、Tn10和Tn5的末端组件与转座的调节
五、转座的机制
六、Tn3及其转座作用
七、作为转座成分的Mu噬菌体
八、沙门氏菌鞭毛相变中的转座机制
第七节 真核生物中的转座成分(一) 真核生物转座成分的分类及其典型代表
一、真核生物中的转座成分及其分类
二、酵母的Ty成分
三、果蝇的copla等转座成分
四、玉米的转座成分
第八节 真核生物中的转座成分(二) 还原病毒
一、通过DNA中间体复制其基因组RNA
二、还原病毒的基因组结构
三、还原病毒基因组RNA到原病毒DNA的转弯过程
四、原病毒的基因表达
五、还原病毒的癌基因及其起源
六、还原病毒和转座元的关系
第九节 真核生物中的转座成分(三) 非病毒返座元
二、RNA聚合酶Ⅱ转录产物的返座假基因和返座基因
三、RNA聚合酶Ⅲ转录产物的返座元
四、关于返座的机制
第十三章 基因工程导论
二、限制性内切酶对DNA分子的专一性切割
三、载体：克隆载体，穿梭载体和表达载体
四、基因组克隆和cDNA克隆
五、核苷酸链的杂交反应提供了检测特定核苷酸片断的灵敏方法
六、用DNA重组技术大量制造细胞中的微量蛋白质
七、植物的基因工程
八、基因工程工业
九、红束语
附录：涵义和译名有所变化的部分分子遗传学术语
索引