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第一章 绪论1

一、分子生物学的概念1

二、分子生物学的研究范畴1

三、分子生物学的发展基础3

四、如何学习分子生物学6

参考文献7

第二章 核酸的结构8

第一节 DNA是最普遍的遗传物质8

第二节 DNA的结构10

一、核酸的化学组成10

二、DNA的双螺旋结构13

三、DNA双螺旋结构的多态性14

第三节 DNA的超螺旋结构与拓扑异构酶17

一、DNA的超螺旋结构17

二、超螺旋结构的拓扑学特性18

三、拓扑异构酶19

第四节 RNA的结构21

一、RNA的组成21

二、RNA的种类及结构22

第五节 核酸的变性、复性及分子杂交25

一、DNA的变性和复性25

二、分子杂交27

小结27

参考文献27

第三章 基因组与染色体28

第一节 基因的概念28

一、基因的概念28

二、基因的结构与分类29

第二节 病毒基因组30

一、病毒基因组的结构30

二、病毒基因组的特点30

第三节 原核生物基因组31

一、原核生物基因组结构与特点31

二、染色体外的遗传物质——质粒32

第四节 真核生物基因组33

一、真核生物基因组的特点33

二、真核生物中的重复序列与非重复序列36

三、基因家族和基因簇42

四、假基因43

五、真核生物基因的外显子与内含子43

第五节 真核生物基因组的包装与染色体45

一、形成核小体45

二、形成螺线管结构47

三、形成辐射环47

第六节 细胞器基因组49

一、线粒体基因组49

二、叶绿体基因组49

小结51

参考文献51

第四章 DNA的生物合成53

第一节 复制的单位——复制子53

一、复制过程中的复制子53

二、原核生物的复制子54

三、真核生物的复制子55

第二节 DNA的合成58

一、DNA合成的化学58

二、参与DNA复制的酶和蛋白质61

三、复制起始75

四、复制延长83

五、复制终止85

第三节 其他形式的DNA复制88

一、噬菌体DNA的复制88

二、线粒体DNA的复制90

第四节 逆转录91

一、还原病毒和逆转录91

二、端粒与端粒酶93

小结95

参考文献96

第五章 DNA的损伤与修复97

第一节 DNA损伤与突变97

一、DNA的损伤98

二、复制差错103

三、DNA的突变104

第二节 DNA的修复105

一、直接修复105

二、错配修复106

三、切除修复107

四、双链断裂修复112

五、倾向差错修复115

六、SOS反应115

小结117

参考文献117

第六章 DNA重组118

第一节 同源重组118

一、同源重组的分子机制119

二、原核生物中的同源重组123

三、真核生物中的同源重组128

四、基因转换130

第二节 位点专一性重组132

一、位点专一性重组的机制132

二、参与位点专一性重组的酶和蛋白质134

三、位点专一性重组的生物学功能137

第三节 转座作用139

一、转座作用的机制141

二、细菌中的DNA转座子143

三、真核生物中的DNA转座子149

第四节 逆转座作用152

一、还原病毒152

二、含有LTR的逆转座子153

三、不含LTR的逆转座子154

四、以RNA为靶位点的逆转座156

小结157

参考文献159

第七章 原核生物RNA的生物合成160

第一节 RNA合成的化学161

一、RNA合成的过程161

二、DNA双链中只有一条链被转录成RNA161

第二节 原核生物的启动子与RNA聚合酶162

一、原核基因的启动子162

二、原核生物RNA聚合酶的结构164

三、原核生物RNA聚合酶的基因166

第三节 原核生物RNA合成过程166

一、转录的起始166

二、RNA链的延伸168

三、转录的终止169

第四节 σ因子的替换与抗终止作用171

一、σ因子的替换171

二、转录的抗终止作用172

小结177

参考文献177

第八章 原核基因表达调控178

第一节 操纵子179

一、操纵子179

二、基因表达调控中的基本概念181

第二节 乳糖操纵子186

一、酶合成的诱导186

二、乳糖操纵子结构188

三、乳糖操纵子的负调控189

四、乳糖操纵子的正调控191

五、半乳糖操纵子195

六、阿拉伯糖操纵子197

第三节 色氨酸操纵子199

一、色氨酸操纵子的结构199

二、trp操纵子的阻遏系统200

三、trp的弱化作用201

第四节 严紧反应205

一、（p）ppGpp的合成206

二、（p）ppGpp的调控作用206

第五节 自体调控207

一、λ噬菌体207

二、核糖体蛋白的自体调控212

第六节 RNA稳定性的调控214

一、RNA稳定性的调控214

二、核开关215

小结216

参考文献218

第九章 真核基因的转录219

第一节 真核生物的RNA聚合酶219

一、真核细胞具有3种RNA聚合酶219

二、真核RNA聚合酶的结构220

第二节 真核细胞的启动子221

一、RNA聚合酶Ⅱ启动子222

二、RNA聚合酶Ⅰ的启动子224

三、RNA聚合酶Ⅲ的启动子225

第三节 真核生物的转录因子226

一、RNA聚合酶Ⅱ的转录因子226

二、RNA聚合酶Ⅰ的转录因子231

三、RNA聚合酶Ⅲ的转录因子232

第四节 转录因子的结构特征与功能232

一、转录因子的DNA结合域233

二、转录因子的转录激活域236

三、转录因子两种结构域之间的关系236

小结238

参考文献238

第十章 前体RNA的加工239

第一节 原核生物RNA的加工239

一、原核生物rRNA前体的加工240

二、原核生物tRNA前体的加工241

三、原核生物mRNA前体的加工242

第二节 真核生物mRNA前体非翻译区的修饰243

一、5′-端帽子的形成及其功能244

二、3′-端poly（A）的形成及其功能246

第三节 四种内含子的剪接249

一、真核生物的mRNA前体的剪接249

二、第Ⅱ类内含子的自我剪接254

三、第Ⅰ类内含子的自我剪接254

四、酵母tRNA的剪接256

第四节 其他形式的RNA剪接258

一、mRNA前体的可变剪接258

二、mRNA前体的反式剪接260

三、RNA编辑262

第五节 具有催化活性的RNA265

一、RNA催化活性的结构基础265

二、几种详细研究过的核酶266

小结271

参考文献271

第十一章 真核基因的表达调控273

第一节 染色体水平上的基因表达调控273

一、染色质结构273

二、染色质的缺失274

三、基因扩增275

四、基因重排276

五、染色质具有不同的DNase敏感性276

第二节 染色质重塑277

一、核小体重塑277

二、染色体DNA的甲基化修饰279

三、组蛋白共价修饰281

四、非组蛋白286

第三节 转录水平上的基因表达调控286

一、DNA上影响转录的远程作用位点286

二、RNA干扰289

三、微小RNA291

第四节 翻译水平上的基因表达调控291

一、5'-UTR对翻译的调控292

二、3'-UTR对翻译的调控293

三、起始密码子和终止密码子对翻译的调控294

小结295

参考文献296

第十二章 蛋白质的合成297

第一节 蛋白质合成中的tRNA298

一、tRNA的一级结构298

二、tRNA的二级结构298

三、tRNA的三级结构299

第二节 密码子300

一、mRNA是蛋白质合成的模板300

二、遗传密码的破译301

三、密码子的性质303

第三节 核糖体RNA和核糖体305

一、核糖体的组成305

二、核糖体RNA305

三、核糖体的结构和活性位点306

四、核糖体循环308

五、核糖体的自我组装308

第四节 参与蛋白质合成的辅助因子309

一、起始因子309

二、延伸因子310

三、释放因子310

第五节 原核生物的蛋白质合成311

一、氨酰-tRNA合成酶311

二、肽链合成的起始315

三、肽链合成的延伸316

四、肽链合成的终止320

五、翻译忠实性的保证321

六、原核生物蛋白质合成的抑制剂323

第六节 真核生物蛋白质合成324

一、真核生物蛋白质合成的起始324

二、真核生物肽链的延伸327

三、蛋白质合成的终止327

四、真核生物蛋白质合成的抑制剂327

小结328

参考文献328

第十三章 蛋白质跨膜移位330

第一节 蛋白质的共翻译移位330

一、分泌蛋白质的跨膜移位331

二、膜内在蛋白的移位334

三、蛋白质的折叠与修饰338

第二节 蛋白质的翻译后移位343

一、蛋白质进入线粒体344

二、蛋白质进入叶绿体346

三、蛋白质进入过氧化体346

四、物质通过核膜的移位348

第三节 细菌中的蛋白质移位353

一、蛋白质进入围膜间隙353

二、蛋白质进入胞外介质355

小结355

参考文献356

第十四章 囊泡流动的分子机制357

第一节 高尔基复合体358

一、高尔基复合体358

二、末端糖基化作用358

三、蛋白质部分水解360

第二节 内质网与TGN之间的囊泡流动361

一、囊泡的形成361

二、COPⅡ囊泡362

三、COPⅠ囊泡365

四、囊泡融合367

第三节 以TGN为起点的囊泡流动370

一、包涵素囊泡371

二、分泌囊泡375

三、膜蛋白的分拣375

第四节 受体调节的内吞作用376

一、内吞囊泡377

二、转铁蛋白进入细胞377

三、被膜病毒和某些毒素利用内吞作用进入细胞378

第五节 蛋白质降解379

小结382

参考文献383

第十五章 分子生物学基本技术384

第一节 目的基因克隆的策略384

一、已知序列基因或同源基因384

二、新基因的图位克隆技术385

三、插入突变克隆新的功能基因385

四、采用差异表达筛选方法克隆新基因386

第二节 核酸杂交技术386

一、核酸杂交的原理386

二、核酸杂交的类型387

第三节 聚合酶链式反应388

一、聚合酶链式反应的基本原理388

二、PCR反应各种参数的确定389

三、RT-PCR389

四、实时定量PCR390

第四节 蛋白质印迹杂交391

一、蛋白质样品的制备要求391

二、蛋白质的电泳391

三、蛋白质的转膜392

四、免疫检测392

五、斑点印迹杂交393

第五节 基因芯片分析技术393

一、基因芯片的基本结构394

二、DNA芯片的种类394

三、芯片杂交与检测394

四、杂交结果分析396

第六节 基因生物学功能分析策略396

小结397

参考文献397

索引399