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第一章 核酸的空间结构7

第一节 DNA双螺旋的种类7

一、DNA双螺旋的主要类型7

二、左旋DNA9

三、单链核酸可具有二级结构10

（一）单链DNA10

（二）RNA的空间结构10

（三）自由能与二级结构的形成11

第二节 DNA的三级结构13

一、DNA超螺旋结构13

（一）染色体的基本单位是核小体16

二、染色体的结构16

（二）螺线体17

（三）超螺旋体17

第三节 DNA的变性与复性17

一、DNA变性17

二、DNA复性18

（一）与DNA复性有关的因素18

（二）复性动力学19

（三）复性是分子杂交的理论基础20

第二章 原核生物基因组23

第一节 基因组与C值23

（一）大肠杆菌基因组24

二、大肠杆菌基因组成与噬菌体基因组成24

一、原核生物基因组的特点24

第二节 原核生物基因组的特点及大肠杆菌的基因组成24

（二）噬菌体基因组26

（三）ΦX174基因组与重叠基因31

第三节 转座因子34

一、转座因子的发现及其类别34

（一）转座因子的发现34

（二）转座因子的类型36

二、转座因子的结构及其复制36

（一）转座因子的结构36

（二）转座因子的复制37

（一）转座因子的遗传学效应39

三、转座因子的遗传学效应及遗传学意义39

（二）转座因子在遗传学上的意义和应用41

第四节 原核生物染色体外遗传组成42

一、F质粒基因组43

（一）转移区43

（二）复制区43

（三）插入区44

二、R质粒基因组45

（一）R质粒的组成45

（二）质粒的结构45

（三）R质粒与F质粒的关系46

（一）c0t1/2值与重复序列的推算47

二、真核生物基因组中DNA重复序列和分类47

第三章 真核生物基因组47

第一节 真核生物基因组的特点和重复顺序47

一、真核生物基因组的特点47

（二）真核生物基因组重复序列的分类48

第二节 基因家族与假基因51

一、基因家族及其分类51

二、串联重复基因与Alu基因家族52

（一）串联重复基因52

（二）Alu基因家族53

三、假基因和癌基因54

（一）假基因54

（二）反转录病毒和癌基因家族54

（一）断裂基因含义56

（二）内含子、外显子及其形成56

第三节 断裂基因与真核生物转座子56

一、断裂基因的含义及内含子与外显子的形成56

（三）断裂基因的形成57

二、转座因子59

（一）玉米转座因子59

（二）果蝇转座因子60

（三）酵母转座因子-Ty162

三、增强子63

（一）增强子的普遍存在和结构特点63

（三）癌与增强子64

（二）增强子作用特点64

一、叶绿体基因组65

（一）基因组成65

第四节 叶绿体与线粒体基因组65

（二）rRNA和tRNA基因66

二、线粒体基因组68

（一）线粒体基因组的组成68

（二）不通用的遗传密码69

（三）酵母的内含子71

第一节 DNA的复制73

一、细胞生长速度和DNA复制的关系73

第四章 遗传物质的复制73

二、复制子与复制叉76

（一）复制子76

（二）复制叉77

三、原核生物复制叉的起始和方向77

（一）复制的起始位点77

（二）细胞膜和DNA复制的发动79

（三）复制叉的方向81

（四）复制速率83

四、参与DNA复制的酶和蛋白质因子84

（一）DNA聚合酶Ⅲ84

（二）DNA聚合酶Ⅰ85

（四）真核生物的DNA聚合酶87

（三）DNA聚合酶Ⅱ87

（五）DNA连接酶89

（六）参与DNA复制的蛋白质因子90

第二节 DNA复制的全过程95

一、DNA复制的不连续性95

二、DNA复制的细微结构97

（一）复制的起始作用98

（二）链的延伸99

（三）链的终止100

第三节 遗传物质复制的多样性100

一、单向复制100

二、逆向转录101

（一）滚环式复制101

（二）D环式复制101

三、RNA的复制103

第四节 质粒的复制103

一、质粒的一般特性103

二、质粒的复制105

（一）复制的起始点与方向105

（二）复制的机制106

第五章 遗传信息的转录108

第一节 基因及其转录物108

一、结构基因和它的转录物结构基因的结构108

（二）大肠杆菌RNA聚合酶111

（一）RNA聚合酶的特性111

二、RNA聚合酶及其基因111

（三）病毒RNA聚合酶112

（四）真核生物RNA聚合酶114

第二节 转录的机制114

一、一个基因有意义链的转录114

二、转录的全过程114

（一）转录的起始115

（二）链的延长116

一、转运RNA（tRNA）的作用117

二、tRNA的基因117

第三节 转运RNA及其基因117

（三）转录的终止117

三、tRNA形成的过程118

（一）tRNA前体118

（二）切割119

（三）核苷修饰119

（四）形成CCA尾端119

第四节 核糖体RNA（rRNA）及其基因120

一、rRNA的作用120

二、rRNA基因120

三、rRNA的形成120

四、真核生物rRNA的加工120

第五节 结构基因和信使RNA121

（二）mRNA的成熟过程122

一、真核生物的mRNA122

（一）mRNA前体122

（三）真核生物结构基因常含有非编码的DNA插入序列125

二、前体RNA的剪接机制126

（一）剪接位点126

（二）S？RNA在剪接中的作用127

（三）rRNA自我催化剪接128

第六章 遗传信息的翻译130

第一节 核糖体130

一、核糖体的结构与组分130

（一）核糖体在细胞内存在的形式130

（二）核糖体的组分131

二、信使RNA（mRNA）134

（一）真核生物与原核生物细胞中mRNA的区别134

（二）多顺反子mRNA的翻译135

三、与翻译有关的基因135

四、密码子与反密码子相互作用的某些规律136

（一）标准配对与变偶假说136

（二）密码子与反密码子相互作用的规律137

五、蛋白质因子139

（一）起始因子139

（二）延伸因子140

二、肽链的起始合成141

一、氨酰tRNA的合成141

第二节 遗传信息的翻译过程141

（三）终止因子（释放因子）141

三、多肽链的延伸142

四、多肽链合成的终止144

五、翻译后多肽链的加工与修饰145

第七章 遗传重组的分子机理146

第一节 同源重组146

一、Holliday模型146

二、支持Holliday模型的实验148

第二节 专一位点重组152

一、λ噬菌体DNA的整合和切离152

二、λ噬菌体整合重组的分子机制153

第三节 异常重组噬菌体mu的异常重组155

第四节 插入序列和转座子156

一、细菌中的插入序列157

二、转座子157

第八章 基因突变和DNA损伤的修复159

第一节 基因突变159

一、突变命名法与突变类型159

（一）突变命名法159

（二）突变类型160

二、突变率与突变热点163

（一）突变率163

（二）突变热点165

（二）诱变过程166

（一）诱变因素166

三、诱发突变166

（三）物理因素透变机理167

（四）化学因素透变机理168

四、自发突变的分子机理173

（一）碱基的互变异构173

（二）碱基离子化174

（三）环出效应174

第二节 DNA损伤的修复176

一、光复活修复176

二、切除修复177

（一）核苷酸的切除修复177

（二）碱基的切除修复178

三、重组修复179

四、SOS修复179

（一）SOS修复的发现179

（二）SOS基因181

（三）SOS修复过程181

五、适应性修复183

（四）SOS其它作用184

第九章 原核生物基因表达的调控概述185

第一节 分解代谢途径操纵子187

一、乳糖操纵子——诱导型操纵子190

（一）调控途径190

第二节 合成代谢途径操纵子色氨酸操纵子192

（二）lac启动子调控192

二、阿拉伯糖操纵子——双元控制系统193

第三节 转录-翻译操纵子的多价调控严紧控制197

第四节 噬菌体侵染时基因表达的调节199

一、噬菌体T7侵染时基因表达的调节199

二、噬菌体SPO1侵染时基因表达的调节200

三、噬菌体λ侵染时基因表达的调节200

（一）λ噬菌体溶菌周期中的调节201

（二）λ噬菌体溶原性周期的调节201

（三）λ噬菌体的阻遏物和操纵子之间的互相关系202

（四）溶菌性与溶原性的竞争203

（一）转录-翻译的多重控制204

（五）溶原性状态204

四、转录-翻译操纵子的多价控制204

（二）转录-翻译构件的操纵子205

第十章 真核生物基因表达的调控207

第一节 概述207

第二节 真菌的短期调控208

一、链孢霉的qa基因簇208

二、酵母的gal基因簇208

第三节 真核生物DNA水平的调控209

一、基因丢失209

二、基因扩增209

三、基因的重排与变换210

一、Britten-Davidson模式212

第四节 真核生物转录水平上的基因表达调控212

二、染色质结构和转录调控214

三、RNA聚合酶的有效性215

四、转录调控的同域作用成分启动子与转录调控215

五、跨域作用因子219

六、真核基因调控的机理（同域调控成分和跨域调控因子的相互作用）220

（一）TFⅡA转录因子的调控机理220

（二）固醇类激素对转录的调控作用221

第五节 转录后水平的调控221

第六节 翻译水平的调控mRNA有效性的调控225

一、免疫球蛋白的分子结构226

第十一章 免疫分子遗传226

第一节 免疫球蛋白的结构和基因组织226

二、免疫球蛋白基因的结构227

（一）轻链基因的结构227

（二）重链基因的结构229

三、免疫球蛋白基因的重排与DNA的多样性230

（一）轻链基因的重排及连接反应230

（二）重链基因的重排234

（三）体细胞突变引起的多样性237

第二节 免疫球蛋白的基因表达237

一、等位排斥与同型排斥237

二、增强子在转录过程中的作用238

三、类型开关机制239

第三节 T细胞抗原受体基因240

一、TCR多肽链基本结构240

二、TCR基因的种系结构240

（一）α链基因簇240

（二）β链基因簇241

（三）γ链基因簇242

三、T细胞抗原受体的DNA重排242

（一）剪接重排242

（二）姊妹染色单体交换机制243

（三）倒转机制243

（一）动物细胞DNA与动物病毒核酸的提取245

（二）质粒DNA的提取245

第十二章 核酸的提取与基因的分离245

一、核酸的提取245

第一节 核酸的提取与测序245

（三）λ噬菌体DNA的提取246

（四）真核细胞mRNA的分离与纯化246

二、核酸序列的测定247

（一）化学法测定247

（二）末端终止法247

（三）RNA序列测定248

（一）限制性酶的命名249

（二）限制性酶的分类249

一、限制性酶的基本性质249

第二节 限制性核酸内切酶切割DNA片段249

（三）限制性酶的性质252

二、限制性内切酶图谱（物理图谱）252

（一）双酶解法252

（二）部分酶解法253

（三）片段杂交法254

（四）DNA复制法254

三、限制性酶切片段的估测255

（一）基因文库的构建256

一、从基因文库中筛取目标基因256

第三节 获取目标基因256

（二）目标基因的获取257

二、利用反转录酶法获取目标基因258

（一）反转录酶258

（二）mRNA的提取258

（三）cDNA的合成258

三、人工化学合成基因259

（一）合成的方法259

（二）基因的合成261

（三）基因的分离262

（二）分离基因263

（三）合成基因263

四、基因合成仪及其分离、合成基因263

（一）基因合成仪263

五、核酸分子杂交264

（一）核酸探针264

（二）液相杂交265

（三）固相杂交265

第十三章 基因工程266

第一节 基因工程操作原理266

一、目标基因的获取266

二、DNA的重组266

（一）载体266

（二）常用的几种酶271

（三）DNA片段的连接273

（一）目标基因的转移274

三、基因克隆274

（二）目标基因克隆275

（三）基因克隆的检测277

四、目标基因的表达278

（一）有效转录278

（二）有效翻译278

（三）表达产物279

第二节 基因工程应用研究279

一、定位诱变279

（一）缺失279

（二）插入280

（三）置换281

二、酵母菌的基因工程应用283

（四）等位基因代换283

（一）克隆基因用的载体284

（二）克隆基因的转化284

（三）克隆基因的表达284

三、干扰素基因工程285

（一）IFN-cDNA的制备285

（二）IFN-cDNA的修饰285

（三）IFN-cDNA的克隆287

四、生长激素基因工程287

（一）生长激素释放抑制素基因的化学合成288

五、生长激素释放抑制素基因工程288

（三）hGH基因克隆288

（二）hGH编码前24～191氨基酸的DNA片段克隆288

（一）hGH编码前24个氨基酸的DNA片段克隆288

（二）载体的构建289

（三）生长激素释放抑制素基因的表达290

六、胰岛素基因工程291

（一）胰岛素基因的取得291

（二）胰岛素基因克隆291

（三）胰岛素基因的表达292

七、α-淀粉酶基因工程292

（二）转化293

八、植物基因工程293

（一）Ti质粒的改建293

（二）α-淀粉酶基因克隆293

（一）α-淀粉酶基因293

（三）再生294

第十四章 分子进化296

第一节 分子进化及其分子生物学证据296

一、分子进化的概念296

二、分子进化的证据296

（一）细胞色素C296

（二）tRNA分子298

（三）rRNA299

三、分子进化学说301

一、分子进化速度的恒定性303

第二节 分子进化的特征303

二、不同蛋白质在同一物种进化速度不同304

三、不损坏分子结构和机能的突变更容易发生306

四、新基因来源于原有基因的重复306

第三节 基因扩增与分子树307

一、基因扩增307

二、分子树（系统进化树）309

（一）分子树的意义309

（二）分子树的绘制310

第四节 Haldane进化代价315

一、Haldane进化代价315

二、遗传漂变316

三、分子进化中的多态现象317