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第一篇基因、基因工程技术与基因分析1

第一章目前基因研究的概况1

一、基因的三种概念1

二、各类生物体的基因与基因组1

（一）基因与基因组概念2

（二）基因组的二级与高级结构2

（三）各种生物体基因组的特点3

（四）病毒的基因组3

（五）基因组织研究的重要性9

（六）细菌类的基因组10

（七）真核生物的基因组11

三、原核与真核生物体内的基因表达15

（一）原核生物基因表达的特点15

（二）真核生物的基因表达17

参考文献20

第二章基因工程技术的内容与发展21

第一节基因工程技术的内容21

一、分子克隆技术的内容21

二、用于分子克隆的限制性内切酶22

三、运载体的选择23

第二节分子克隆技术的发展24

一、文库的建立24

（一）基因文库24

（二）cDNA库25

二、染色体上的步移26

参考文献28

第三章基因的几种重要分析方法29

一、几种重要的研究方法29

二、限制性内切酶的图谱分析32

（一）限制性内切酶的多选择性32

（二）限制性内切酶酶谱的制作33

三、分子杂交34

（一）分子杂交的特异性34

（二）分子杂交的种类35

（三）分子杂交应用的广泛性35

（四）分子杂交的局限性35

四、核苷酸顺序分析36

（一）从核苷酸顺序了解蛋白质的结构36

（二）对基因表达的分析37

（三）基因之间相似性的比较37

（四）核苷酸顺序直读法的特点与发展37

五、基因分析在医学发展上的某些重要作用38

参考文献39

第二篇基因工程技术在基础医学中的应用40

第四章人类基因的分子克隆现状40

第一节单一基因的分子克隆40

一、人类基因分子克隆的来源40

二、人类基因的分子克隆数及增长趋势41

（一）激素类多肽基因的分子克隆42

（二）人体中一些比较重要蛋白质的分子克隆42

（三）与免疫体系相关的多样性蛋白基因的分子克隆42

（四）癌基因的分子克隆43

（五）活性多肽的分子克隆43

（六）各种受体基因的分子克隆43

（七）DNA重复顺序及某些特殊的单拷贝顺序43

三、某些未知功能的基因片段的利用44

（一）入RC8及有关其他片段的研究44

（二）G8及其研究现状45

四、人基因分析的现状45

第二节单一染色体基因文库的建立45

一、X染色体基因文库的建立46

二、各染色体中DNA的含量46

三、各染色体基因文库的建立46

参考文献49

第五章染色体的研究与基因定位49

第一节染色体研究的现状49

一、核小体染色质与染色体50

（一）DNA的超盘旋50

（二）核内的骨架结构51

（三）有活性的染色质与高度超盘旋的染色体51

二、真核生物染色体的结构特点52

（一）染色体的线状结构52

（二）着丝粒的分子克隆与基因分析53

（三）端粒53

三、人工染色体55

（一）一个短线形质粒的构建55

（二）长线状人工染色体的形成56

第二节人基因在染色体上的定位56

一、分子克隆技术在基因定位上的应用56

（一）分子克隆基因用于基因定位的优越性57

（二）目前定位研究上的局限性57

二、人的基因定位图谱57

三、应用分子克隆及基因分析法的基因定位57

（一）应用分子克隆的基因与体细胞杂交相结合的定位57

（二）基因分析与基因定位的结合定位58

参考文献59

第六章癌基因、生长因子和抗癌基因60

第一节癌基因61

一、癌基因的概念61

二、癌基因和人体肿瘤64

三、癌基因的激活65

（一）点突变66

（二）DNA重排66

（三）基因放大67

（四）癌基因结构的变化67

四、癌基因与癌的发生与演进67

（一）化学致癌物和癌基因67

（二）癌基因的作用同组织类型和细胞分化阶段有关67

（三）癌基因的协同作用与多阶段致癌学说68

（四）癌基因和癌的演进68

第二节生长因子和癌基因表达产物69

一、生长因子69

二、生长信号和细胞内传递途径71

（一）生长因子和生长因子受体结合71

（二）信号放大系统和第二信使71

（三）细胞效应阶段72

（四）细胞最后的反应72

三、癌基因产物在细胞内的作用和癌基因的分类73

（一）生长因子和生长因子受体74

（二）酪氨酸激酶类74

（三）ras基因家族74

（四）核蛋白类74

（五）其它75

第三节抗癌基因75

一、抗癌基因的概念75

二、抗癌基因存在的证据75

（一）染色体稳定性和肿瘤的发生75

（二）细胞杂交试验75

（三）遗传性肿瘤中某些基因的丢失76

（四）Rb基因的分离和Wilm瘤的定性76

三、抗癌基因的生物学特性77

（一）癌基因产物的拮抗物77

（二）抑素77

（三）干扰素78

（四）染色体稳定性78

参考文献79

第七章淋巴细胞中多样性蛋白的生成机制80

第一节免疫球蛋白的生成机制80

一、Dreyer-Bennett假说81

二、免疫球蛋白基因的分子克隆81

三、轻重链基因的活化82

（一）轻链基因的重排82

（二）重链基因的重排84

四、多样性抗体的形成85

（一）淋巴细胞的成熟与抗体的生成86

（二）不同抗体的转换机制87

（三）抗体形成的基因转录与加工过程88

（四）抗体多样性形成的几种可能机制89

第二节T淋巴细胞上多样性蛋白的生成机制90

一、抗原受体等肽链与其基因的研究90

（一）T细胞特异mRNA的分子克隆90

（二）cDNA及其分子杂交91

（三）β多肽链基因91

（四）α多肽链基因92

（五）γ多肽链基因92

（六）T细胞上其他肽链的分析93

二、T细胞抗原受体蛋白的形成与基因重排94

三、T细胞抗原受体基因在染色体上的定位94

四、T细胞抗原受体基因重排及表达的规律94

第三节淋巴细胞多样性蛋白基因重排在临床诊断上的应用95

一、B淋巴细胞恶性肿瘤的诊断95

二、T淋巴细胞恶性肿瘤的检测96

参考文献98

第八章病毒结构与功能的研究现状99

第一节人类逆转病毒的研究现状99

一、动物的逆转病毒99

（一）内源性与外源性100

（二）逆转病毒中的几个主要蛋白基因100

（三）逆转病毒基因组的5′及3′末端结构与原病毒的LTR101

（四）逆转病毒的逆转录环化与整合101

（五）应用分子克隆方法分析逆转病毒基因组102

二、人类逆转病毒104

（一）HTLV-Ⅰ型的结构105

（二）HTLV-Ⅰ的转录活化106

（三）HTLV-Ⅲ病毒的结构与功能106

三、LTR的结构与生物功能的关系107

（一）LTR的结构107

（二）HTLV-Ⅰ与HTLV-Ⅱ型病毒LTR的比较108

第二节乙型肝炎病毒的分子生物学研究109

一、人乙肝病毒基因组的分子克隆109

（一）表面抗原（HBsAg）蛋白基因及其表达111

（二）核心抗原基因与核心抗原HBcAg及e抗原HBeAg的形成111

（三）DNA聚合酶112

（四）HBx基因的研究112

二、动物乙型肝炎病毒的研究113

三、乙型肝炎病毒DNA的复制114

四、乙型肝炎病毒DNA的转录114

（一）mRNA的形成115

（二）转录调节原件的组织特异性115

五、乙型肝炎病毒DNA的整合115

六、基因工程制备的乙型肝炎疫苗116

参考文献116

第三篇基因工程技术在临床医学上的应用118

第九章基因工程技术在遗传病诊断上的应用118

第一节基因诊断与分析基因缺陷的基本方法118

一、应用基因探针直接分析某些遗传病118

二、应用基因探针间接分析某些遗传病119

三、应用相关的DNA片段做间接的基因分析120

四、分析基因缺陷的基本方法——RFLPs法120

（一）人基因组DNA的分离121

（二）分子杂交探针122

（三）限制性内切酶图谱分析123

第二节基因工程技术在血友病研究中的应用124

一、FⅧ与FⅨ基因的分离及其组织结构分析125

（一）FⅦ基因的克隆化分离125

（二）FⅧ的基因结构与蛋白质结构分析126

（三）FⅨ基因的克隆化分离与结构分析127

二、血友病分子病理学127

（一）乙型血友病的基因缺陷127

（二）甲型血友病的基因缺陷127

三、血友病的基因诊断128

（一）RFLPs连锁分析128

（二）FⅨ基因的RFLPs129

（三）FⅧ基因的RFLPs130

四、基因工程技术在血友病治疗中的应用131

（一）利用培养细胞生产凝血因子的研究132

（二）凝血因子基因在转基因动物体内的表达132

第三节苯丙酮尿症的基因诊断134

一、苯丙酮尿症的特点与产生的原因134

二、PAHcDNA在苯丙酮尿症研究中的应用134

三、苯丙酮尿症的家族分析135

四、苯丙酮尿症的产前诊断137

五、PAH基因进一步研究的必要性137

参考文献138

第十章地中海贫血的基因缺陷139

一、正常血红蛋白及其基因控制139

（一）正常人血红蛋白139

（二）正常人珠蛋白基因与基因簇140

（三）珠蛋白基因的结构141

（四）人珠蛋白基因的表达142

二、α地中海贫血的基因缺陷143

（一）缺失型α地中海贫血的基因缺陷143

（二）非缺失型α地中海贫血的基因缺陷144

（三）α地中海贫血的产前基因诊断144

三、β地中海贫血的基因缺陷148

（一）基因突变所致的β地中海贫血149

（二）缺失型β地中海贫血149

（三）β地中海贫血的基因分析和产前诊断149

参考文献157

第十一章某些常见病的遗传性与相关的基因分析158

第一节糖尿病的遗传性质与胰岛素基因的多态性158

一、糖尿病的免疫遗传学基础158

（一）人的HLA基因系统159

（二）HLA系统的几个重要抗原160

（三）HLA遗传性与Ⅰ型糖尿病的相关性160

（四）Ⅰ型糖尿病与HLA系统外基因的相关性161

（五）HLA系统在胰岛破坏过程中可能出现的相关性161

二、胰岛素基因的多态性及它与糖尿病的关系161

（一）胰岛素基因的多态性161

（二）5′末端插入顺序与糖尿病之间的关系162

（三）B肽与A肽突变分子的研究165

（四）前胰岛素原分子的变异166

三、胰岛素受体的研究与糖尿病的关系166

（一）胰岛素与胰岛素受体的结合作用167

（二）胰岛素受体167

（三）胰岛素受体cDNA的研究168

第二节与冠心病有关的脂类代谢研究169

一、载脂蛋白的结构与功能169

（一）八种载脂蛋白的基因分析169

（二）载脂蛋白的功能170

（三）ApoAI的基因分析171

（四）ApoB的分子克隆171

二、脂蛋白受体的研究172

（一）LDL受体的结构173

（二）LDL受体在胆固醇运输中的作用174

（三）LDL受体变异对脂类运输的影响175

三、从家族性高脂血症患者的分析看遗传性缺损176

参考文献177

第十二章基因工程技术在临床病毒学方面的应用178

第一节基因工程技术在乳头瘤病毒研究中的应用178

一、乳头瘤病毒的一般特征及分类178

二、乳头瘤病毒基因组织结构及基因产物的作用180

三、HPV DNA在生殖道癌前和癌中的存在182

四、人类生殖道肿瘤HPV的整合184

五、HPV DNA在宫颈癌细胞中的表达185

六、HPV的转化模型186

第二节重组HBV DNA探针及杂交技术在乙型肝炎研究中的应用187

一、重组HBV DNA探针制备方法简介187

二、杂交方法的检出水平188

三、在乙型肝炎血清学研究中的应用189

（一）乙型肝炎患者血清的点样及处理189

（二）斑点杂交189

（三）血清免疫学指标与HBV DNA的关系190

四、在肝细胞内HBV DNA检测中的应用191

（一）细胞DNA的制备191

（二）印迹杂交191

（三）在肝癌和肝硬化发病机理研究中的应用191

（四）HBV DNA探针的纯化及其对杂交结果的影响192

参考文献193