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第一章 遗传的细胞学基础1

第一节 原核生物和真核生物1

一、原核生物和真核生物的概念1

二、原核细胞与真核细胞的区别1

三、原核生物和真核生物的起源2

四、生物进化的二界论与三界论2

第二节 细胞的结构和功能4

一、细胞膜4

二、细胞质5

三、细胞核8

第三节 染色体9

一、染色体的形态特征9

二、染色体的超微结构13

四、核糖体的蛋白质合成中的作用21

三、染色体的大小和数目21

四、染色体分带22

五、核型与核型分析25

第四节 细胞分裂26

一、无丝分裂27

二、细胞周期27

三、有丝分裂27

四、减数分裂31

第五节 染色体畸变38

一、染色体结构变异38

二、染色体的数目变异42

第二章 遗传的物质基础47

第一节 遗传物质的本质47

一、DNA是遗传物质47

三、是否存在核酸之外的其他遗传物质49

二、RNA也可以作为遗传物质49

第二节 核酸的化学组成52

第三节 DNA的二级结构54

一、DNA双螺旋模型的提出54

二、维持DNA双螺旋的力55

三、双螺旋结构的基本形式56

四、变性和复性57

第四节 二级结构的其他形式59

一、单链核酸形成的二级结构59

二、反向重复与二级结构61

三、DNA四链结构62

四、三螺旋DNA64

第五节 DNA的超螺旋结构67

一、超螺旋结构67

二、超螺旋影响双螺旋的结构68

三、拓扑异构酶69

第三章 基因与基因组72

第一节 基因概念的历史演变72

第二节 DNA与基因74

第三节 真核生物的割裂基因76

一、割裂基因的发现76

三、割裂基因的性质77

二、割裂基因的分布77

第四节 基因大小78

第五节 重叠基因79

一、原核生物的重叠基因79

二、真核生物的重叠基因80

第六节 真核生物的基因组81

一、真核生物的基因组81

二、基因组大小与C值矛盾82

三、基因组的基因数目83

四、必需基因和基因总数83

第七节 真核生物DNA序列组织84

一、真核生物DNA的复性动力学84

二、真核生物的单一序列87

三、真核生物的重复序列87

第八节 细胞器基因组90

二、Zoo-blot杂交92

第九节 基因鉴定92

一、与RNA或cDNA杂交92

六、扣除杂交93

三、外显子捕捉93

五、DNA序列的计算机分析鉴定93

四、CG岛鉴定93

第十节 人类基因组计划94

一、人类DNA序列测定94

二、测序技术的发展95

三、人类基因组序列变异的研究95

四、功能遗传学的研究方法96

六、伦理、法律和社会问题的研究96

五、比较遗传学研究96

七、生物信息学和计算机生物学97

八、遗传学研究专门人才的教育训练97

第四章 复制98

第一节 复制概况98

一、半保留复制98

二、复制起点、方向和方式100

三、DNA聚合酶与DNA聚合反应102

四、复制的基本过程103

五、DNA复制的半不连续性103

二、DNA聚合酶105

第二节 复制体系105

一、复制体系的鉴定105

三、DNA连接酶113

四、螺旋酶113

五、DNA拓扑异构酶115

六、单链结合蛋白116

第三节 复制的起始117

一、预引发体的形成117

二、复制复合物的改型120

三、引发体的形成120

四、复制体的组装121

第四节 延伸过程124

一、后随链合成的起始124

二、前导链和后随链的协同合成125

三、全酶的循环126

四、冈崎片段的连接128

第五节 复制终止129

一、大肠杆菌ter-Tus复合物130

二、抑制机制130

四、线性DNA的末端复制131

三、复制终止体系的生物学功能131

第六节 其他原核生物的复制体系134

一、噬菌体λ的复制134

二、噬菌体T7复制起始135

三、噬菌体T4的复制体系136

第七节 其他形式的复制137

一、线粒体的D环复制137

二、滚环复制141

第八节 真核生物的复制过程142

一、概况142

二、DNA聚合酶142

三、SV40 DNA复制144

四、酵母复制147

五、真核生物复制时的核小体结构150

六、真核生物染色体末端的复制与端粒酶151

第五章 转录155

第一节 转录酶和转录因子155

一、原核生物的RNA聚合酶155

二、真核生物的RNA聚合酶159

第二节 启动子160

一、原核生物的启动子160

二、真核生物的启动子164

第三节 终止子168

一、原核生物的终止子168

二、真核生物的终止子169

第四节 转录的机制170

一、转录的起始170

二、转录的延伸174

三、转录的终止175

第五节 转录产物的后加工177

一、原核生物转录产物的后加工177

二、真核生物的转录后加工179

第六节 RNA的剪接182

一、核基因mRNA的剪接184

二、第一类内含子的剪接191

三、第二类内含子的剪接194

四、酵母tRNA的剪接195

第六章 蛋白质生物合成199

第一节 遗传密码199

一、遗传密码199

二、密码子与反密码子的相互作用200

第二节 tRNA的功能202

一、氨酰tRNA合成酶202

二、抑制tRNA204

三、tRNA可影响可读框206

第三节 核糖体的结构207

一、核糖体的构成207

二、核糖体的装配209

三、核糖体的活性位点210

第四节 原核生物的翻译过程213

一、起始213

二、肽链的延伸216

一、合成起始218

第五节 真核生物的蛋白质生物合成过程218

三、合成的终止218

二、肽链的延伸222

三、合成终止223

第六节 蛋白质生物合成初始产物的后加工225

一、肽链中氨基酸残基的化学修饰225

二、肽链N端甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸的除去225

三、信号肽的切除225

四、肽链的折叠226

五、切除前体中功能不必需肽段226

七、多肽链N端和C端的修饰227

六、二硫键的形成227

第七章 原核生物基因表达调控229

第一节 概述229

第二节 操纵子231

一、乳糖操纵子的结构231

二、小分子诱导物对阻抑蛋白活性的影响232

三、操纵子突变234

四、阻抑蛋白作用机制237

五、蛋白质与DNA的特异结合作用241

六、色氨酸操纵子控制模式--多基因座同时阻抑243

七、正调控和负调控244

八、分解代谢产物阻抑作用对启动子的正调控246

第三节 转录后加工的调控249

一、经mRNA切割进行的调控249

二、通过切割释放原核和真核rRNA250

第四节 翻译水平的调控252

一、翻译过程中的自体调控252

二、应急调控256

三、弱化作用258

四、小RNA分子调节翻译261

一、基因转录的顺式调控元件264

第二节 真核生物基因转录调控264

第八章 真核生物基因表达调控264

第一节 概述264

二、通用调控中的调控效应元件267

三、DNA结合结构域269

四、锌指基序--一种DNA结合结构域271

五、类固醇受体的几个独立结构域272

六、结合相关靶DNA的同源域275

七、螺旋-环-螺旋结构276

八、亮氨酸拉链结构278

九、基因激活占先模型的动力学280

十一、甲基化确定印记281

十、基因表达与去甲基化的关系281

第三节 mRNA前体的可变剪接283

一、可变剪接的方式283

二、可变剪接的调控机制283

三、反式剪接284

第四节 RNA编辑285

一、核苷酸的替换285

二、可读框的改变286

三、向导RNA286

第五节 mRNA稳定性的调控286

一、翻译因子磷酸化调控287

第六节 翻译的调控287

二、酵母GCN4 mRNA翻译的调控288

三、转铁蛋白mRNA翻译的调控289

第九章 遗传重组290

第一节 概述290

第二节 同源性重组292

一、同源性重组是重要而复杂的过程292

二、进行同源性重组的基本条件292

三、同源性重组的分子模型293

四、联会复合体298

五、基因转换300

第三节 大肠杆菌重组的分子基础302

一、Chi位点和RecBCD核酸酶303

二、RecA蛋白和Holliday连接体的形成304

三、Ruv和RecG蛋白和Holliday连接体的拆分306

第四节 DNA的拓扑学308

第五节 位点特异性重组310

一、λ噬菌体DNA的整合与切除311

二、λ噬菌体DNA的整合机制312

第六节 异常重组314

一、末端连接314

二、链滑动315

三、二级结构促进异常重组318

第十章 转座322

第一节 概述322

第二节 转座子的分类323

一、插入序列324

二、复合型转座子325

第三节 转座发生的机制327

一、三种不同类型的转座328

二、转座的共同中间体330

三、复制型转座的基本过程332

四、非复制型转座333

五、TnA的转座334

六、Tn10的转座335

第四节 玉米的转座元件337

一、玉米的控制元件337

二、玉米的转座子家族339

三、Spm元件影响基因表达341

第五节 果蝇的转座元件342

第六节 反转录病毒和反转座子345

一、概述345

二、反转录病毒和反转座子346

三、反转座子的分类353

第十一章 DNA的重排和扩增362

第一节 概述362

第二节 酵母接合型的转变363

一、酵母的接合型363

二、酵母接合型的转变366

三、接合型相关基因的抑制与活化369

四、接合型转变的机制371

五、HO基因表达的调控373

一、锥虫的表面抗原374

第三节 锥虫抗原的变异374

二、锥虫表面抗原的变异375

第四节 DNA的扩增378

一、基因组某些序列的扩增378

二、引入外源性DNA到活细胞和动物体内380

第十二章 免疫多样性产生的机制386

第一节 概述386

一、免疫球蛋白形成的理论386

二、免疫球蛋白的变异性387

一、轻链基因V和J片段的重组390

第二节 免疫球蛋白基因的重组和体细胞突变390

二、重链基因V、D和J片段的重组392

三、V、D和J基因两侧的序列指导基因片段的连接392

四、V、D和J基因片段的连接部位可以有轻度变化394

五、体细胞突变396

第三节 免疫球蛋白重链恒定区基因397

一、免疫球蛋白类型的转换398

二、膜型和分泌型免疫球蛋白的产生399

三、免疫蛋白产生的调节399

一、T细胞抗原受体基因402

第四节 T细胞抗原受体基因402

二、TCR多样性的程度404

第十三章 DNA损伤、修复和基因突变405

第一节 DNA损伤405

一、自发性损伤405

二、物理因素引起的损伤406

三、化学因素引起的DNA损伤407

第二节 DNA修复408

一、切除修复409

二、直接(回复)修复412

三、错配修复413

六、转录和修复414

五、双链断裂修复414

四、交联修复414

七、修饰和限制系统415

八、大肠杆菌的挽回系统421

九、SOS系统423

十、与修复有关的人类疾病425

第三节 基因突变426

一、突变的命名和表示方法426

二、突变分类427

三、基因突变的后果430

四、基因突变方法在研究中的应用434

第一节 遗传变异与进化438

第十四章 遗传与进化438

一、遗传变异的起源439

二、基因突变与进化439

三、染色体畸变与进化440

第二节 DNA的进化变异442

一、DNA的含量与进化机制442

二、DNA重复序列的进化444

三、卫星DNA的等级结构及其起源和进化445

四、“无功能”DNA448

五、DNA序列插入和基因调控的进化变异448

一、基因重复对基因进化的影响450

第三节 基因的分子进化450

三、不均等交换对基因进化的影响452

二、外显子重排对基因进化的影响452

第四节 基因组的起源和进化454

一、核(类核)基因组的结构与进化454

二、线粒体基因组的结构与进化456

三、展望458

第五节 分子进化459

一、血红蛋白的分子进化459

二、细胞色素c的进化461

四、核糖体rRNA的分子进化462

三、催乳激素的进化462

第六节 群体遗传与进化463

一、进化理论464

二、进化的机制467

三、物种的形成468

第七节 展望469

一、人类进化470

二、生物进化工程471

三、进化研究的新理论对生物进化工程的影响474

汉英对照索引477