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第一章 绪论1

第一节 分子遗传学与分子生物学的发展3

第二节 分子遗传学、分子生物学与其他生命科学学科的关系5

第三节 基因工程概论6

第二章 目的基因9

第一节 基因大小的表示法11

一、分子质量11

二、碱基对数目11

三、质量单位11

四、摩尔单位11

六、不同物种基因组的大小12

五、光密度单位12

第二节 目的基因的获得14

一、cDNA法14

二、人工合成法和DNA合成仪17

三、聚合酶链式反应法19

四、从基因文库中获得19

第三节 基因文库19

一、基因文库载体和必需克隆数20

二、G-DNA基因文库21

第四节 人类基因组的研究22

一、人类基因组计划提出的背景22

二、人类基因组定位的意义和内容23

三、人类基因组定位的技术困难和克服办法24

四、需要解决的或可能促进发展的理论问题25

第三章 基因工程中的基因表达问题27

第一节 表达体系的分类29

第二节 基因表达调控32

一、启动子与转录调控32

二、转录终止与表达调控34

三、翻译调控36

第三节 常规质粒载体37

一、质粒pBR32237

二、pKO质粒系列38

三、pUC质粒系列39

第四节 λ噬菌体载体40

一、λ噬菌体的生活周期及其调控41

二、λ噬菌体及其元件的应用43

第五节 高效表达质粒46

第六节 酵母质粒和大容量载体48

第七节 哺乳动物细胞表达体系50

第四章 基因工程技术常用的工具酶53

第一节 限制性核酸内切酶55

一、限制酶概念提出的背景55

二、限制酶的分类55

三、限制酶的命名原则56

四、Ⅰ类限制酶的性质56

五、限制酶的活性单位和质量评估59

六、影响限制酶活性的因素60

第二节 甲基化酶64

一、甲基化可产生新的特异性酶切点64

二、某些限制酶的表面切割特性的改变64

三、克隆宿主菌的选择64

第三节 与DNA合成相关的酶类65

一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ65

二、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段66

三、T4噬菌体DNA聚合酶67

四、T7噬菌体DNA聚合酶及其修饰产物69

五、逆转录酶69

七、末端脱氧核苷酸转移酶70

六、TaqDNA聚合酶70

八、T4噬菌体连接酶71

九、大肠杆菌DNA连接酶72

十、T4噬菌体多核苷酸激酶72

第四节 分子克隆中常用的其他酶72

一、BAL31核酸酶72

二、S1核酸酶73

三、绿豆核酸酶73

四、脱氧核糖核酸酶Ⅰ73

五、外切核酸酶Ⅲ73

六、核糖核酸酶A74

第五章 定点突变技术75

第一节 M13噬菌体77

第二节 M13作载体的基因工程技术和碱基序列测定79

一、M132作载体的基因工程79

二、DNA碱基序列的M13-ddNTP测定法80

第三节 定点突变技术80

一、定点突变技术的原理80

二、定点突变技术的操作程序82

第四节 定点突变技术的发展83

一、含尿嘧啶模板法83

二、模板链切除法84

三、不需M13载体的定点突变技术86

第五节 定点突变技术的应用87

四、PCR-定点突变技术87

第六章 聚合酶链反应91

第一节 聚合酶链反应技术的原理93

第二节 聚合酶链反应技术扩增的基本方法93

第三节 聚合酶链反应技术的最适条件94

一、模板94

二、引物94

三、DNA聚合酶95

四、dNTP97

五、Mg2+浓度97

二、有非特异产物的形成或产物在电泳凝胶中呈涂布状98

一、没有产物的形成98

五、PCR的热循环计划98

第四节 聚合酶反应技术常见问题及处理措施98

六、PCR系统中的其他成分98

三、引物二聚体的形成99

四、假阳性结果的预防99

第五节 聚合酶链反应技术的发展99

一、不对称PCR99

二、反向PCR99

三、多重PCR100

六、锚式PCR101

五、荧光PCR101

四、差别PCR101

七、重组PCR102

八、扩增长片段PCR104

九、PCR固相分析法105

十、免疫PCR--抗原检测系统108

第六节 反转录聚合酶链反应110

一、反转录PCR的主要试剂110

二、反转录反应110

三、PCR扩增110

第七节 原位聚合酶链反应111

一、原位PCR的基本原理111

四、扩增产物的分析111

五、反应条件的选择111

二、原位PCR的基本步骤112

第七章 核酸序列分析115

第一节 DNA序列测定的机制和策略117

一、Sanger双脱氧链终止法117

二、M G化学降解法118

三、测序的策略121

第二节 DNA序列测定的基本方法124

一、单链测序124

二、双链测序126

三、自动测序127

二、原理和方法129

第三节 RNA序列的分析129

一、简介129

第四节 核酸序列测定的进展和计算机分析130

一、杂交测序和套式链杂交测序130

二、计算机分析134

第八章 器官移植与组织配型137

第一节 概述139

一、组织器官移植的概念139

二、组织器官移植的简史和前景139

二、移植用的组织器官来源140

四、影响器官移植成功的主要因素140

一、简史141

二、HLA抗原的分类141

第二节 HLA系统简介141

三、HLA系统的基因结构144

第三节 HLA分型的基本方法147

一、血清学方法147

二、细胞学方法148

三、基因分型方法148

第九章 核酸探针及其应用157

二、DNA探针159

一、RNA探针159

第二节 核酸探针的分类及获得159

二、工作原理159

一、定义159

第一节 概述159

第三节 核酸探针标记160

一、放射性标记160

二、非放射性标记162

三、标记探针的纯化164

第四节 探针与靶核酸的杂交164

一、杂交分类164

二、杂交方法164

三、杂交的主要影响因素166

一、放射性标记探针的显示方法167

二、非放射性标记探针的显示方法167

第五节 杂交信号显示167

第六节 核酸探针的应用169

一、检测人及生物体基因组中特异性序列169

二、筛选的基因、检测基因表达水平169

第十章 DNA多态性及其分析技术171

第一节 多态性概述173

一、多态性的定义173

二、遗传多态性的标准173

三、遗传多态性的广泛性173

第二节 遗传多态性的分类174

一、遗传表型的多态性174

二、DNA的多态性175

第三节 DNA多态性分析技术178

一、RFLP技术179

二、PCR法182

第四节 DNA多态性分析技术的应用184

第十一章 可移动基因187

第一节 概述189

一、可移动基因的概念189

二、转座子研究简史189

三、转座子存在的广泛性189

第二节 转座子的分类及其结构特征190

一、概述190

二、转座子的分类及其结构特征190

一、转座方式193

第三节 转座方式和机制193

二、转座机制194

第四节 转座对生物体的影响196

一、致死性转座196

二、改变生物的表型196

三、促进生物进化197

第五节 转座子在分子生物学和医学上的应用197

一、基因标签法197

二、基因转移载体197

三、在人类基因组研究方面的意义198

第十二章 肿瘤相关基因203

一、病毒癌基因205

第一节 癌基因205

二、细胞癌基因206

第二节 抑癌基因211

一、抑癌基因的概念211

二、抑癌基因的分类212

三、常见抑癌基因及其主要的生化功能212

四、抑癌基因导入后对肿瘤细胞的影响214

第三节 恶性肿瘤发生学说214

第四节 肿瘤转移的分子生物学基础及相关基因简介215

一、肿瘤转移的分子生物学基础216

二、肿瘤转移相关基因及转移抑制基因217

第十三章 基因诊断219

二、基因诊断的概念和应用领域221

第一节 概述221

一、疾病的基本分类221

第二节 遗传病的基因诊断222

一、单基因遗传病的基因诊断222

二、致病基因未明遗传病的基因诊断228

第三节 遗传易感性疾病的基因分析229

一、RFLP连锁分析法230

二、等位基因连锁分析法230

三、HLA系统连锁分析法230

四、全基因组分析法230

五、随机引物扩增产物连锁分析法230

一、病毒的基因诊断231

第四节 病原体的基因诊断231

二、致病细菌的基因诊断232

三、弓形虫的基因诊断232

第五节 恶性肿瘤的基因诊断232

一、恶性肿瘤的遗传易感性232

二、恶性肿瘤的分子生物学基础233

二、恶性肿瘤的基因诊断233

四、常见恶性肿瘤的基因诊断举例234

第十四章 基因治疗235

第一节 基因治疗的简史237

二、基因矫正治疗238

一、基因调控治疗238

第二节 基因治疗的类型238

第三节 非病毒介导的基因转移技术240

一、物理法240

二、DNA直接注射法241

三、脂质体介导的基因转移242

四、受体介导的基因转移243

第四节 病毒为载体的基因转移技术245

一、逆转录病毒载体的结构特点及应用245

二、腺病毒的结构特点及应用247

三、痘苗病毒的结构特点及应用249

第五节 遗传病基因治疗策略253

第六节 肿瘤基因治疗策略254

第七节 基因治疗的问题与展望255

第十五章 基因工程产品开发与临床应用259

第一节 基因工程的兴起与发展261

一、基因工程的兴起261

二、基因工程的基本操作过程261

三、基因工程筛选宿主细胞261

第二节 基因工程技术研究的主要成果261

一、基因工程疫苗与多肽类药物262

二、动物基因工程--转基因动物266

三、植物基因工程--转基因植物266

第五节 生物技术医药产品的科技发展方向267

第四节 生物技术医药产品的国内外市场状况267

第三节 国内外生物技术产业结构现状267

第十六章 蛋白质工程269

第一节 概述271

一、蛋白质工程的概念271

二、蛋白质工程的产生及主要内容271

第二节 蛋白质工程的基础学科272

一、蛋白质化学272

二、分子遗传学273

三、蛋白质晶体学273

四、蛋白质动力学273

二、蛋白质工程在医学上的应用274

一、蛋白质工程成果274

第三节 蛋白质工程成果及在医学上的应用274

第四节 蛋白质工程的进展与存在的问题275

一、蛋白质工程的进展275

二、蛋白质工程存在的问题276

第十七章 细胞信号传导系统及相关蛋白和基因277

第一节 概述279

一、细胞信号的分类279

二、细胞信号的传导方式279

第二节 细胞信号传导系统的相关蛋白及功能280

一、细胞膜上接受信号的装置280

二、细胞内信号传导的有关蛋白和基因286

三、细胞核内接受信号的有关装置和部位290

第三节 正常细胞和癌细胞信号传导系统的差异293

一、生长因子的异常表达294

二、受体的异常294

三、细胞信号传导蛋白的差异295

四、核内转录因子的差异296

第四节 信号传导异常与疾病的关系297

一、G蛋白偶联受体及信号传导异常与疾病的关系297

二、细胞因子受体与分子类似现象297

三、遗传性膜受体病298

四、核内受体异常与疾病的发生299

五、调节信号传导活性的酶与疾病的关系300

第十八章 细胞周期调控305

第一节 概述307

一、细胞周期307

二、细胞周期时相307

三、细胞周期各阶段细胞形态、结构等的变化308

第二节 细胞周期调控308

一、细胞周期关卡308

二、参与细胞周期调控的因子309

第三节 细胞周期调控蛋白及基因309

一、细胞周期素309

二、依赖细胞周期素激酶1310

三、其他种类的CDKs311

四、CDKs的抑制物313

五、P53、Rb与细胞周期315

第四节 细胞周期失控与肿瘤317

一、肿瘤细胞周期的特点317

二、肿瘤细胞周期异常的分子基础317

三、控制细胞周期与肿瘤的基因治疗319

第十九章 一氧化氮和一氧化氮合酶321

第一节 一氧化氮的发现323

第二节 一氧化氮的生物学功能和作用机制323

一、NO在心血管系统中的作用323

二、NO在周围神经系统中的作用324

三、NO在中枢神经系统中的作用325

四、NO的神经毒性作用327

五、NO的免疫功能328

六、NO双重作用机制的探讨328

第三节 一氧化氮的代谢和一氧化氮合酶329

一、NO的生成329

二、NO的失活329

三、NO生成是脑中鸟氨酸循环的一条支路329

四、一氧化氮合酶330

第四节 一氧化氮合酶的种类和相关的分子生物学研究330

一、NOS的种类330

二、NOS的蛋白质结构330

三、NOS辅助因子和功能调节331

四、NOS基因克隆和染色体定位332

第五节 一氧化氮研究的基本问题和临床研究方向333

一、基本概念333

二、对NO研究的不同认识333

三、临床研究方向334

第二十章 细胞程序性死亡337

第一节 概述339

第二节 PCD形态学及主要生化机制340

一、PCD的形态学340

二、PCD过程的生物化学机制340

一、正常组织中的PCD342

第二节 PCD的发生及其诱导因素342

二、肿瘤组织内自发性PCD343

三、放射线引起的PCD343

四、肿瘤化疗剂诱导的PCD344

五、加热诱导的PCD344

六、去除或增加激素诱导的PCD344

七、抗APO-1或Fas抗原诱导的PCD344

八、细胞毒淋巴细胞诱导的PCD344

第四节 PCD的基因调控345

一、P53抑癌基因表达产物与PCD345

二、c-myc和c-fos原癌基因产物与PCD345

三、bcl-2原癌基因产物与PCD345

一、PCD在疾病发生中的作用350

第五节 PCD在疾病发生及治疗中的作用350

二、PCD在疾病治疗中的作用353

第二十一章 端粒、端粒酶与细胞的老化与癌变355

第一节 端粒357

一、端粒的概念357

二、端粒的组成和结构357

三、端粒的研究体系360

四、端粒的复制模型360

五、端粒的功能360

一、端粒酶的发现361

二、端粒酶的结构361

第二节 端粒酶361

三、端粒酶的功能362

四、端粒酶活性的测定362

第三节 端粒、端粒酶与细胞的老化362

第四节 端粒、端粒酶与癌症365

第五节 端粒酶抑制剂--治疗肿瘤的新手段366

第二十二章 人类免疫缺陷病毒与艾滋病的分子生物学369

第一节 HIV-1的生物学371

第二节 HIV-1的基因组372

第三节 HIV-1的转录调节373

一、HIV LTR373

二、Tat蛋白(反式激活剂)376

三、细胞-HIV相互作用377