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第一章 分子生物学的系统和方法1

分子生物学概述1

本书如何讲述分子生物学1

分子生物学问题中的物理学方法2

研究生物反应的体外试验方法3

分子生物学的逻辑4

效率论点4

模型分析4

强烈推理5

分子生物学中研究的几个问题5

什么不是分子生物学6

原核生物和真核生物7

细菌7

细菌的生长8

细菌计数9

细菌营养需要的测定10

细菌的物理构造11

细菌的代谢调节12

噬菌体12

噬菌体结构12

噬菌体生活周期概述13

噬菌体增殖非常迅速14

噬菌体计数14

噬菌体生活周期的调节15

用纯化的噬菌体DNA感染细菌15

酵母15

动物细胞17

非天然状态的动物细胞培养物17

原始细胞培养物和确立细胞株18

有用的原始细胞培养物19

卵和卵母细胞19

动物细胞计数19

动物病毒20

属、种和株系20

以遗传学分析研究解决生物学问题20

遗传学符号、规定和术语21

突变型22

突变型中的突变数目22

回复子和回复23

突变型的应用：一些实例24

突变型的遗传学分析26

遗传重组26

遗传作图26

连锁和多因子交叉27

互补作用28

互补分析：一个实例29

噬菌体感染的细菌中的互补作用31

细菌的遗传系统31

Hfr细胞32

用Hfr×F？交配进行基因定位33

大肠杆菌的环状遗传图34

大肠杆菌有关重组的基因34

F’质粒34

参考文献35

第二章 生物化学基础36

生物体系中的分子36

官能团和键的类型36

生物化学中的几类主要有机化合物37

蛋白质的组分38

嘧啶和嘌呤--核酸的组分39

大分子39

细胞的营养需要40

细菌的营养需要40

不溶性离子化合物不出现沉淀41

影响细菌生长率的因素42

藻类、酵母和原生动物的营养需要42

动物细胞的营养需要43

代谢和生化途径43

酶43

降解和生物合成反应43

多步反应途径44

降解和生物合成途径的能量学44

能量代谢和贮存：ATP44

ATP的合成46

ATP能量的利用47

如何阐明代谢途径48

参考文献49

第三章 大分子50

几类主要大分子的化学结构50

蛋白质50

核酸52

多糖53

决定蛋白质和核酸三维结构的非共价相互作用54

无规线团54

氢键54

疏水性相互作用54

离子键55

范德瓦耳斯引力56

非共价相互作用效应小结56

研究大分子所用的方法57

沉降速度法57

平衡离心法58

电泳法59

电子显微镜60

大分子分子量的测定63

DNA分子量的测定63

蛋白质分子量的测定64

参考文献65

第四章 核酸66

DNA的物理和化学结构66

碱基配对和DNA双螺旋66

DNA双链的反平行方向67

不同生物中DNA碱基组成的变化68

DNA螺旋的形式68

DNA分子的大小69

DNA分子的脆性70

决定DNA结构的因素70

变性和解链曲线70

DNA中氢键的证据71

DNA中疏水性相互作用的证据72

碱基堆集73

碱基堆集的协同性73

溶液中离子强度对DNA结构的影响74

DNA分子结构的变动75

变性和链的分离75

解链蛋白对DNA的变性76

DNA的碱变性76

变性DNA的结构77

复性78

复性的要求78

复性的机制78

不同生物DNA的杂交79

复性的滤膜结合试验79

复性的浓度相关性：C。t曲线80

DNA异源双链83

环状和超螺旋DNA84

扭曲环85

超螺旋中的单链区85

超螺旋的起源86

共价闭合环的实验检测86

超螺旋的实验检测87

RNA的结构88

核酸的水解88

多核苷酸激酶：一种有用的酶90

核酸的放射性标记90

核酸顺序测定91

左手螺旋DNA94

卫星DNA97

参考文献97

第五章 蛋白质分子的物理结构99

蛋白质分子的大小99

多肽链的结构99

多肽链的折叠99

氢键和α螺旋101

β结构102

纤维状蛋白和球状蛋白103

蛋白质的结合部位105

具有亚基的蛋白质106

研究蛋白质的几种方法107

蛋白质的变性107

蛋白质的复性108

蛋白质的水解109

蛋白质氨基酸顺序的测定109

蛋白质活性的调节109

最终产物抑制109

多亚基蛋白质的调节--变构110

变构调节的两种机制110

一种变构酶：天冬氨酸转氨甲酰酶112

一种复合蛋白质：免疫球蛋白G113

酶115

酶-底物复合物116

酶-底物复合物的形成理论116

酶-底物复合物的分子细节117

酶-底物复合物的解离：转换119

酶活性的检测119

酶活性的光学检测119

酶的放射性检测120

粗提液中酶活性的检测120

放射性蛋白质的制备121

参考文献121

第六章 大分子的相互作用和复合聚集物的结构123

胶原蛋白--蛋白质的多重组装123

胶原蛋白的氨基酸组成和顺序124

原胶原蛋白--三股螺旋的单位125

原胶原蛋白单位间相互作用形成纤维126

DNA的复合结构：大肠杆菌染色体127

DNA与支架蛋白的相互作用128

DNA的多环结构129

染色体和染色质130

组蛋白和染色质130

染色体的结构层次131

核小体132

核小体的组装：30纳米纤维和染色体结构的螺线管模型134

DNA与能识别特定碱基顺序的蛋白质之间的相互作用135

λ噬菌体的Cro蛋白和DNA的结合135

生物膜139

生物体系中膜的作用139

膜的基本双层结构140

囊泡142

基本双层结构的调节：通透性和运输142

细菌的细胞壁144

细胞壁的多层结构145

肽聚糖层146

内膜和通透性147

外膜：脂多糖、脂蛋白和微孔蛋白147

周质空间149

对渗透压敏感的细胞149

复杂聚集物的自动装配149

烟草花叶病毒的组装149

参考文献151

第七章 遗传物质153

中心法则153

遗传密码和插座假说153

DNA是遗传物质的实验证据154

转化实验154

化学实验158

捣碎实验158

RNA作为遗传物质的问题161

遗传物质的特性161

DNA对遗传信息的贮存和传递161

信息从亲本向子代的传递162

DNA及其信息含量的化学稳定性162

DNA的变化能力：突变作用164

RNA作为遗传物质165

参考文献165

第八章 DNA的复制166

DNA复制的基本规则166

DNA复制的几何学166

双链DNA的半保留复制167

Meselson-Stahl实验168

半保留复制的几何学169

环状DNA分子的复制几何学170

DNA促旋酶的作用机理173

DNA复制的酶学175

聚合反应和聚合酶176

前体的来源177

聚合酶Ⅰ和Ⅲ的性质177

链延伸的方向182

DNA连接酶182

不连续复制183

复制叉中的短片段183

片段的检测184

尿嘧啶片段185

前体片段的RNA末端187

前体片段的连接188

在复制叉上发生的事件189

复制叉的推进和螺旋的松开189

单链模板上的复制起始：前体片段的起始190

复制叉上发生事件的总结192

前导链合成的起始194

大肠杆菌的全程起始194

D环194

通过共价伸展的起始：滚环复制195

双向复制197

复制的终止200

环状分子复制的终止200

线状DNA分子T7噬菌体DNA的终止201

DNA的甲基化及错配修复203

细菌DNA合成的调节和部分复制的DNA分子的重新起始203

真核生物染色体的复制205

真核DNA中的多复制叉205

染色质的复制205

参考文献208

第九章 修复210

DNA分子的改变210

修复作用的生物学迹象212

胸腺嘧啶两聚体作为可修复初级损伤的证据214

胸腺嘧啶两聚体修复的生物化学机制214

光复活214

切除修复215

重组修复216

SOS修复218

胸腺嘧啶两聚体修复的总结220

交联的修复221

电离辐射损伤的修复223

为什么受损伤的细胞会死亡？223

参考文献224

第十章 突变形成、突变和突变体225

术语225

突变的类型及其表示法226

突变体的分离227

突变体的检测227

突变体的富集228

在双倍体细胞中检出突变体229

突变体的生物化学基础230

突变形成231

碱基类似物诱变剂232

化学诱变剂233

紫外线辐射235

嵌入剂引起的突变235

嵌入DNA长片段(转座因子)引起的突变236

增变基因236

突变的热点236

缺失、重复和重排237

回复238

回复子的检测238

第二个位点的回复子239

移码突变的第二个位点的回复子240

诱变剂促进的突变位点回复240

基因外回复241

回复作为检测诱变剂和致癌物的手段241

参考文献242

第十一章 转录243

RNA的酶促合成243

RNA合成的基本特性243

大肠杆菌RNA聚合酶245

位点选择：Ⅰ.启动子247

位点选择：Ⅱ.Prtbnow顺序248

位点选择：Ⅲ.-35顺序248

位点选择：Ⅳ.CAP部位250

RNA链的起始251

链的延伸251

终止和新合成RNA的释放253

RNA分子的种类256

信使RNA的结构256

mRNA的寿命257

稳定的RNA：核糖体RNA和转移RNA258

tRNA分子的加工259

大肠杆菌中核糖体RNA的加工261

原核生物中加工过程的小结263

真核生物中的转录263

真核生物的RNA聚合酶264

真核生物inRNA分子的5’和3’末端的结构：“帽子”和“尾巴”264

RNA剪接265

转录单位的概念270

真核生物的rRNA基因270

真核生物tRNA分子的形成271

研究细胞内RNA的方法273

RNA分子的分离273

DNA-RNA杂交法274

检测X噬菌体的mRNA274

用杂交竞争法区分两类mRMA275

用DNA的特定片段杂交278

用特定链进行杂交278

Southern转移技术280

参考文献281

第十二章 翻译Ⅰ.信息问题282

翻译概要282

遗传密码283

两类密码283

三联体密码的遗传学证据284

密码子碱基组成的阐明286

密码子碱基顺序的阐明288

终止密码子的确定288

起始密码子的确定289

密码的通用性290

密码过剩290

遗传学上证实密码子词汇291

解码系统291

tRNA和氨酰合成酶291

tRNA的三叶草结构292

tRNA的三维结构293

氨基酸与tRNA分子间的连接294

氨酰合成酶296

tRNA分子被相应的合成酶识别297

氨酰化中错误的校正298

密码子-反密码子的相互作用299

反密码子环中的次黄嘌呤核苷299

过剩--一个反密码子对应于数个密码子：摆动假设300

密码子-反应码子相互作用的稳定性302

稀有tRNA分子303

原核细胞起始tRNAfMet的特殊性质303

tRNA基因305

校正(抑制)基因306

无义校正基因的遗传检验306

无义校正tRNA307

无义校正的生物化学特征308

校正tRNA存在时的正常终止309

错义突变的抑制310

由反密码子变化引起的错义抑制310

由突变tRNA错误携带氨基酸引起的错义抑制311

起抑制基因作用的突变合成酶311

移码抑制基因311

温度敏感性(Ts)校正基因312

促抑制基因的突变313

酵母中的校正基因及其在动物细胞研究中的应用313

遗传学在研究tRNA中的作用313

正确选择AUG起始密码子315

原核细胞mRNA的始起信号315

多顺反子mRNA中的重复起始317

多顺反子mRNA中不同顺反子有不同的起始温度318

真核细胞中起始tRNA和核糖体结合位点319

重叠基因321

线粒体的遗传密码322

参考文献325

第十三章 翻译Ⅱ.蛋白质合成的机构和化学本质326

核糖体326

原核细胞核糖体的化学组成326

真核细胞核糖体的化学组成327

大肠杆菌核糖体和真核细胞核糖体的比较328

大肠杆菌核糖体的重建329

原核细胞核糖体的物理结构331

真核细胞核糖体的物理结构335

蛋白质的生物合成336

多肽链生长的方向336

mRNA翻译的方向337

蛋白质合成的概观337

原核细胞中的起始340

原核细胞中链的延伸341

链的终止343

GTP的作用343

蛋白质的翻译后修饰344

复杂的翻译单元345

多核糖体345

转录与翻译的偶联346

蛋白质合成的一些参数347

蛋白质合成的抑制剂和效应物348

影响蛋白质合成的抗生素348

真核细胞中蛋白质合成的抑制剂349

链霉素诱导的错读和链霉素依赖性350

真核细胞中的蛋白质合成351

真核细胞和原核细胞中蛋白质合成的差别351

线粒体和叶绿体中的蛋白质合成352

真核细胞中的结合核糖体：内质网353

为什么蛋白质合成如此复杂？355

无核糖体的多肽合成356

参考文献357