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绪论1

一、分子遗传学研究方法1

二、经典遗传学和分子遗传学2

二、分子遗传学和分子生物学3

四、分子遗传学的起源与发展3

第一章 遗传信息的载体——DNA与染色体8

第一节 遗传物质的发现、功能和组成8

一、遗传物质的发现8

二、Hershey-Chase的噬菌体侵染实验10

三、 RNA也是遗传物质11

第二节DNA和RNA的化学组成及双螺旋模型的诞生12

一、DNA和 RNA的化学组成12

二、DNA双螺旋模型的诞生14

第三节DNA的结构和性质14

一、DNA双螺旋结构14

二、DNA二级结构的稳定因素16

三、双螺旋结构的多型性17

四、DNA二级结构的类型19

五、超螺旋21

第四节DNA的变性和复性23

一、DNA变性的影响因素23

二、DNA的复性动力学24

第五节 真核生物的染色体25

一、染色质26

二、染色体的四级结构27

三、着丝粒30

四、端粒33

习题35

第二章DNA与染色体的复制37

第一节DNA半保留复制的验证37

一、Meselson-Stahl实验37

二、Taylor实验38

三、 Cairns复制模型39

第二节 复制的起点、方向和终点40

一、研究方法40

二、原核生物DNA的复制起点和方向42

第三节DNA复制突变型的筛选42

一、质粒温度敏感性的筛选42

二、快停突变与慢停突变42

第四节DNA聚合酶43

一、DNA聚合酶Ⅰ44

二、DNA聚合酶Ⅲ45

三、真核生物的DNA聚合酶47

第五节与DNA合成有关的其他蛋白质47

一、DNA连接酶47

二、单链结合蛋白48

三、解旋酶48

四、DNA拓扑异构酶49

第六节DNA复制的过程50

一、原核DNA的复制起始点和方向50

二、半不连续复制51

三、复制体和回环模型53

四、环状DNA复制的终止55

五、滚环复制模型56

第七节 真核生物的DNA复制59

一、真核生物DNA复制的特点59

二、端粒酶与真核生物DNA复制的终止62

三、线粒体的D环复制62

四、组蛋白八聚体的装配64

五、复制的调节64

习题67

第三章RNA的转录与加工69

第一节RNA的酶促合成69

一、RNA合成的基本特征69

二、RNA聚合酶的特点70

三、细菌RNA聚合酶70

第二节 原核生物的转录71

一、原核生物的启动子71

二、转录起始73

三、转录延伸74

四、转录终止74

第三节 真核生物的转录77

一、真核生物的RNA聚合酶77

二、真核生物的启动子78

三、RNA聚合酶Ⅱ的转录起始83

四、真核基因转录的终止84

第四节 转录后加工84

一、原核生物tRNA和rRNA的加工85

二、真核生物tRNA和rRNA的加工86

三、前体mRNA的加工89

四、内含子的剪接93

五、剪切型核酶102

六、RNA编辑105

习题108

第四章 遗传密码与翻译109

第一节 遗传密码的破译109

一、遗传密码的试拼109

二、利用突变来解读密码110

三、Crick-Brenner实验验证三联密码110

四、无细胞系统用于破译遗传密码111

五、三联体结合实验112

六、利用重复共聚物破译密码113

七、起始密码子和终止密码子的确定114

八、遗传密码的证实和特点115

第二节tRNA与核糖体117

一、tRNA的三叶草型结构117

二、tRNA的L形结构118

三、核糖体的结构119

四、核糖体的活性部位120

第三节 氨酰-tRNA的形成121

一、tRNA对氨基酸的识别121

二、氨酰-tRNA的形成122

三、氨酰-tRNA合成酶的校正作用124

第四节 蛋白质的合成：起始125

一、细菌的翻译起始126

二、真核生物蛋白质合成的起始130

第五节 蛋白质的合成：延伸和终止135

一、肽链合成的延伸135

二、肽链合成的终止140

第六节 翻译后的加工141

一、N端甲基的去甲酰化或甲基的切除141

二、二硫键的形成141

三、化学修饰141

四、蛋白质剪切和剪接141

习题143

第五章 原核生物与噬菌体的基因表达调控145

第一节 转录水平的调控145

一、调节基因和结构基因145

二、正调控和负调控146

第二节 操纵子模型147

一、乳糖操纵子147

二、阻遏蛋白的活性149

第三节 操纵子的其他调控形式152

一、半乳糖操纵子152

二、阿拉伯糖操纵子153

三、色氨酸操纵子155

第四节DNA重排对转录起始的调控156

一、沙门氏菌的相转变156

二、Mu噬菌体的“G”，片段倒位158

第五节RNA聚合酶转录起始的调节159

一、σ因子的替代调控转录起始159

二、修饰核心酶、替换σ亚基159

三、RNA聚合酶的代换160

第六节 转录终止的调控161

一、衰减作用161

二、蛋白质介导的RNA变构调控163

三、核开关165

四、抗终止作用166

第七节 翻译的调控167

一、翻译起始的调控168

二、稀有密码子调控翻译的延伸173

三、翻译的终止调控174

第八节 λ噬菌体生活周期的调控181

一、λ噬菌体裂解周期的级联调节182

二、λ噬菌体溶源周期的建立和维持183

三、和溶源化有关的调节187

四、溶源周期和裂解周期的平衡190

习题192

第六章 真核生物的基因表达调控193

第一节 染色体水平的调控193

一、染色体丢失193

二、染色体扩增193

三、染色体重排196

第二节 染色质水平的调控199

一、异染色质化199

二、DNase的敏感性和基因表达200

三、组蛋白对基因表达的调节201

四、非组蛋白的调节功能203

五、边界元件204

第三节 转录水平的调控206

一、顺式作用元件206

二、反式作用因子206

三、真核基因表达的时空性及对环境因素的应答210

第四节 转录后调控213

一、转录后加工213

二、转录后沉默214

三、 mRNA的细胞内定位218

第五节 翻译的调控218

一、翻译的起始调节218

二、硒代半胱氨酸的插入219

三、 mRNA的结构和翻译的效率220

四、选择性翻译221

五、3’ UTR对翻译的调控221

六、移框221

七、翻译的自我调节222

第六节 表观遗传222

一、DNA甲基化与亲本印记222

二、X染色体的剂量补偿225

三、副突变227

习题229

第七章DNA损伤、修复与基因突变230

第一节DNA损伤起源和类型231

一、内源性损伤232

二、外源性损伤234

第二节DNA损伤的修复机制238

一、直接修复238

二、切除修复239

三、复制后修复243

第三节 基因突变249

一、基因突变的类型249

二、突变的原因250

习题254

第八章 重组与转座255

第一节 重组机制255

同源重组模型256

第二节 同源重组和酶259

第三节 非同源重组261

一、保守性位点特异性重组261

二、模板选择性重组265

第四节 转座重组和转座因子266

一、转座因子的发现267

二、原核生物中的转座因子的发现269

三、转座因子的类型270

四、转座的分子机制275

五、真核生物的转座因子277

六、真核生物的反转录转座子281

七、转座的遗传效应284

第五节 非同源末端连接285

一、免疫球蛋白基因及其重排285

二、体细胞重组的分子机制288

习题289

第九章 发育的遗传基础291

第一节 高等生物的细胞核是否有全能性292

一、植物细胞核的全能性292

二、两栖动物的核移植293

三、克隆羊的诞生293

第二节 生殖细胞和体细胞294

一、细胞骨架294

二、细胞骨架纤丝内在的不对称性294

三、生殖系的定位决定295

第三节 位置信息的建立297

一、细胞骨架的对称性和果蝇的前后轴298

二、细胞信号和果蝇的背腹轴299

三、两种类型的位置信号301

第四节 利用位置信息建立细胞命运302

一、位置信息的起始翻译302

二、精确实行命运的分配303

三、级联调节305

第五节 图式形成的其他方面305

一、存储细胞命运的记忆系统305

二、通过定向决定确保命运定位306

三、发育的途径是“塞子”和“模块”的排列307

四、凋亡308

第六节 在脊椎动物和昆虫中的图式形成的平行性311

第七节 动物的性别决定和分化313

一、性别决定的途径313

二、果蝇的性别决定313

三、哺乳动物的性别决定317

四、植物花器官的发育和分化319

第八节 胚胎干细胞321

一、干细胞的发现321

二、胚胎干细胞的形成和特点322

三、干细胞全能性的调控324

四、干细胞研究技术的应用325

习题326

第十章 分子进化327

第一节 核酸的进化327

一、逆向理论328

二、细胞起源理论328

三、共进化理论329

第二节 基因组的进化330

一、基因组结构的进化330

二、基因组功能的进化333

第三节 分子进化的分析方法334

一、分子钟和中性突变学说335

二、基因树336

三、自展分析法339

第四节 新基因的起源339

一、基因的重复和趋异340

二、外显子混编341

三、反转录转座342

四、基因水平转移343

五、非编码序列进化为新基因344

第五节 蛋白质的进化344

一、DNA多态性与多基因家族的进化344

二、人类血红蛋白的进化345

第六节 线粒体的进化和人类的起源348

习题350

主要参考文献352

索引357