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第一篇生物大分子的结构与功能1

1蛋白质的折叠和分子伴侣3

1.1蛋白质的折叠与去折叠3

蛋白质变性与去折叠3

蛋白质的折叠与再折叠3

蛋白质的体外折叠与体内折叠4

1.2新生肽链的折叠4

新生肽链折叠研究的重要性4

新生肽链折叠与延伸同步进行5

1.3分子伴侣6

分子伴侣的概念6

分子伴侣的分类7

分子伴侣的作用机制8

分子伴侣的功能9

1.4折叠酶11

蛋白质二硫键异构酶11

肽基脯氨酰顺反异构酶11

1.5DNA分子伴侣和RNA分子伴侣12

1.6分子伴侣研究的应用13

2三螺旋DNA及核酸的其他结构形式14

2.1三螺旋DNA结构模型的提出14

2.2三螺旋DNA的分子结构15

三螺旋DNA的分类15

分子内三螺旋15

分子间三螺旋16

平行三螺旋16

三碱基体17

2.3三螺旋DNA的热力学17

2.4三螺旋DNA的应用20

对双螺旋DNA的定点切割20

应用于基因表达的调控24

2.5四螺旋DNA25

G-四碱基体型四螺旋DNA25

含质子化C的四螺旋DNA26

四螺旋DNA可能的生物学意义27

2.6Z-DNA28

Z-DNA的结构特点28

Z-DNA的生物学意义31

2.7多肽核酸32

多肽核酸及其结构32

多肽核酸的理化性质33

多肽核酸的应用34

2.8tmRNA35

tmRNA的结构35

tmRNA的功能37

反式翻译模型38

附加肽的功能38

3核酶、抗体酶和蛋白酶体40

3.1核酶40

RNA具有催化活性40

Ⅰ类内含子的自我剪接41

Ⅰ类内含子具有催化活性的结构基础43

RNA具有核糖核酸酶活力44

核酶的“锤头结构”45

核酶具有多种催化活力47

3.2抗体酶48

抗体酶的概念48

抗体酶的设计与产生49

机体中的抗体酶50

抗体酶的应用51

3.3蛋白酶体53

蛋白水解作用及区域化控制53

蛋白酶体的结构与功能54

蛋白酶体活性的调节56

前肽序列的功能58

第二篇大分子复合体复制、转录、翻译59

4复制体与DNA复制61

4.1 DNA复制61

4.2复制叉61

复制原点和复制叉61

复制叉的组装62

4.3复制体63

复制体的组成63

DNA聚合酶63

引发酶和引发体68

解旋酶和单链结合蛋白69

复制体的工作模型70

复制体内蛋白质的相互作用及复制复合物的重建72

5转录复合物和RNA合成74

5.1转录74

转录的重要性74

转录的基本步骤75

5.2RNA聚合酶76

原核生物RNA聚合酶76

真核生物RNA聚合酶77

5.3转录复合物79

转录循环和转录复合物79

转录延伸复合物的结构81

转录复合物与转录信息加工82

6核糖体和蛋白质合成85

6.1蛋白质的生物合成85

蛋白质生物合成的重要性和复杂性85

蛋白质生物合成的基本步骤85

6.2核糖体86

核糖体的组成和功能86

核糖体RNA87

核糖体上的活性中心91

6.3蛋白质生物合成的延伸循环92

7剪接体和RNA剪接96

7.1断裂基因96

断裂基因的发现96

RNA剪接96

7.2剪接反应97

剪接反应步骤97

剪接位点97

分支位点98

7.3剪接体99

剪接体的组成及组装步骤99

剪接体组装中涉及的重排反应101

AT-AC剪接104

7.4Ⅰ类和Ⅱ类内含子的自我剪接104

7.5剪接蛋白及其基序105

剪接蛋白105

剪接蛋白的结构特征106

7.6与剪接有关的几个名词107

选择性剪接107

顺式剪接和反式剪接108

蛋白质剪接109

第三篇基因表达及其调控111

8基因和基因组113

8.1原核生物基因组113

8.2真核生物基因组114

真核生物基因和基因组的结构特点114

基因家族115

外显子和内含子117

9原核生物基因表达及其调控131

9.1操纵子131

基因表达的转录调控131

乳糖操纵子133

操纵子的分类141

色氨酸操纵子143

9.2严谨反应146

严谨反应的概念146

严谨反应的分子基础147

9.3λ噬菌体基因表达的时序调控150

λ噬菌体的抗终止现象与裂解途径150

溶源途径157

Cro蛋白的作用165

溶源或裂解途径的选择与CⅡ蛋白166

10真核生物基因表达及其调控169

10.1启动子169

原核生物启动子169

真核生物启动子173

10.2顺式作用元件177

概念177

增强子178

上游激活元件180

反应元件181

沉默子183

绝缘子186

10.3反式作用因子188

概念188

RNA聚合酶Ⅰ和Ⅰ类转录因子188

RNA聚合酶Ⅲ和Ⅲ类转录因子190

RNA聚合酶Ⅱ和Ⅱ类转录因子192

10.4激活蛋白和阻遏蛋白199

上游激活因子199

可诱导转录因子201

阻遏蛋白205

10.5DNA结合蛋白的结构特点206

DNA结合结构域的几种基序206

锌指基序207

螺旋-转角-螺旋基序209

螺旋-环-螺旋基序211

亮氨酸拉链基序215

DNA结合蛋白转录激活结构域217

10.6蛋白质-蛋白质相互作用和转录激活218

转录激活218

辅转录因子220

10.7编辑224

RNA编辑224

编辑的机制225

第四篇人类基因组计划231

11人类基因组计划233

11.1人类基因组计划的提出233

11.2人类基因组计划的目标235

遗传图236

物理图236

DNA测序236

模式生物237

技术发展237

计算机工具238

其他目标238

11.3人类基因组计划的进展238

11.41998～2003年HGP的具体目标240

人类DNA测序241

测序技术242

人类基因组序列变异243

功能基因组学技术244

比较基因组学245

伦理、法律和社会影响（ELSI）245

生物信息学和计算生物学246

培训247

11.5后基因组时代248

第五篇Science上的明星分子251

12Science上的“年度分子”和“年度突破”253

12.1 1989年：DNA聚合酶和PCR技术254

12.2 1990年：人工钻石262

12.3 1991年：C60266

12.4 1992年：一氧化氮271

12.5 1993年：p53蛋白277

12.6 1994年：DNA修复酶283

12.7 1995年：玻斯-爱因斯坦凝聚态288

12.8 1996年：蛋白酶抑制子和趋化因子292

12.9 1997年：克隆技术298

12.10 1998年：加速膨胀的宇宙302

12.11 1999年：干细胞306

附录313

参考文献332