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1 绪论1

1.1 分子生物学的基本概念1

1.2 分子生物学的发展简史2

1.2.1 分子生物学的第一个重要发现3

1.2.2 Oswald Avery的历史贡献3

1.2.3 DNA双螺旋结构的揭示4

1.2.4 遗传密码的破译7

1.2.5 信使RNA的发现8

1.2.6 操纵子模型开辟了分子生物学的新天地9

1.2.7 遗传工程促进了分子生物学的发展10

1.2.8 加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术11

1.3 现代分子生物学的发展12

2 基因概念的演变与发展15

2.1 早期的“基因”概念15

2.2 经典的基因概念16

2.2.1 经典基因概念的重要修正17

2.2.2 拟等位基因概念的提出18

2.2.3 顺反子理论18

2.2.4 DNA是主要的遗传物质20

2.3 基因的分子结构22

2.3.1 核酸的分子结构22

2.3.2 核苷的分子构象22

2.3.3 DNA双螺旋结构模型24

2.3.4 影响双螺旋结构稳定性的因素27

2.3.5 DNA的变性与复性27

2.4 核酸分子的空间结构34

2.4.1 DNA的一级结构34

2.4.2 DNA的二级结构34

2.4.3 DNA的三级结构41

2.5 基因概念的多样性45

2.5.1 生物进化的C值矛盾45

2.5.2 重叠基因46

2.5.3 重复基因47

2.5.4 间隔基因52

2.5.5 跳跃基因或转座子59

2.5.6 假基因77

3 DNA的复制81

3.1 DNA复制的基本特征81

3.1.1 DNA的半保留复制81

3.1.2 DNA复制按5’→3’延伸方向83

3.1.3 DNA的半不连续复制84

3.1.4 DNA复制的起点、方向86

3.1.5 DNA复制的引物90

3.1.6 DNA复制的转录激活93

3.1.7 DNA复制的模式93

3.1.8 DNA复制体的结构与复制的回环模型95

3.1.9 线形DNA复制避免5’端短缩的方式96

3.2 真核生物DNA复制的特点99

3.2.1 染色体DNA为多复制子99

3.2.2 染色体多复制子复制的非一致性99

3.2.3 真核生物避免DNA复制5’端短缩的机制100

3.3 DNA复制的终止104

3.4 DNA复制的调控105

4 RNA的转录108

4.1 转录的基本概念108

4.1.1 模板108

4.1.2 不对称转录109

4.1.3 极性109

4.2 转录起始109

4.2.1 原核生物的启动子110

4.2.2 真核生物的启动子113

4.2.3 RNA聚合酶116

4.2.4 转录的相关因子及功能123

4.3 转录延伸137

4.4 转录过程的终止138

4.4.1 不依赖ρ因子的终止子的结构与功能138

4.4.2 依赖ρ因子的终止子的结构与功能139

4.4.3 抗终止作用141

4.5 RNA的加工142

4.5.1 加工的概念142

4.5.2 加工的目的143

4.5.3 加工的过程144

5 蛋白质的翻译163

5.1 蛋白质合成的装备163

5.1.1 mRNA的结构与功能163

5.1.2 tRNA的结构与功能164

5.1.3 rRNA和核糖体的结构与功能167

5.2 遗传密码及其简并172

5.2.1 三联体遗传密码的破译172

5.2.2 遗传密码的简并174

5.3 蛋白质的翻译183

5.3.1 蛋白质翻译的若干基本概念183

5.3.2 多肽链的合成184

5.3.3 保证蛋白质翻译准确起始的机制195

6 基因表达的调控200

6.1 原核生物基因表达调控的理论与模式201

6.1.1 操纵子调控模型202

6.1.2 “分解代谢产物阻遏”启动子的正调控系统208

6.1.3 组氨酸利用操纵子的正调控诱导模型210

6.1.4 衰减子的发现与衰减子调控211

6.2 不利生长条件下的应急反应215

6.2.1 严紧反应相关因子215

6.2.2 严紧因子反应的调控机制215

6.3 操纵子调控的综合实例216

6.3.1 λ噬菌体的繁殖216

6.3.2 λ噬菌体基因组217

6.3.3 λ噬菌体溶原途径的建立219

6.3.4 λ噬菌体裂解途径的建立222

6.3.5 决定λ噬菌体发育途径选择的其他因素223

6.4 DNA重排与基因表达224

6.4.1 沙门氏菌鞭毛H1-H2抗原相的转变224

6.4.2 酵母交配型的转换224

6.4.3 免疫球蛋白的多样性229

6.5 转录后水平的调控234

6.5.1 真核生物转录后mRNA的加工234

6.5.2 RNA干涉235

6.5.3 反义RNA238

6.6 翻译水平上的调控239

6.6.1 同一操纵子内各基因翻译量的差异239

6.6.2 信息体与蛋白质合成242

6.6.3 核糖体蛋白质合成的自体调控242

6.6.4 mRNA的寿命对翻译的调节243

6.6.5 终止密码解读的移码与通读调节244

6.6.6 翻译中的弱化子调控246

6.7 翻译后的基因表达调控246

6.7.1 蛋白质前体的加工246

6.7.2 蛋白质的转运（或分泌）248

6.7.3 蛋白质降解251

6.7.4 蛋白质的折叠255

6.8 真核生物基因表达调控的特殊类型257

6.8.1 原核和真核生物基因结构和表达调控的差异257

6.8.2 真核生物的表观遗传调控259

6.8.3 转录因子可逆性磷酸化对翻译的调节270

6.8.4 mRNA的结构对翻译水平的调控270

6.8.5 真核生物发育的基因调控272

6.8.6 细胞程序性死亡与发育278

7 基因突变和遗传重组的分子机制284

7.1 基因突变284

7.1.1 基因突变的种类284

7.1.2 基因突变的表达类型285

7.1.3 基因的诱发突变285

7.1.4 基因的自发突变295

7.1.5 基因的突变热点296

7.2 生物体保证稳定遗传的机制298

7.2.1 DNA复制过程中的错配修复298

7.2.2 尿嘧啶-N-糖苷酶系统（ung修复系统）298

7.2.3 基因的回复突变303

7.3 基因重组交换的分子机制308

7.3.1 同源重组的分子机制308

7.3.2 异常分离现象——基因转换310

7.3.3 同源重组的分子机制311

7.3.4 同源重组的酶类及交换热点314

7.3.5 双链DNA断裂模式316

8 常用的分子生物学研究技术320

8.1 基因克隆技术320

8.1.1 限制性内切核酸酶的作用320

8.1.2 连接321

8.1.3 载体321

8.1.4 转化322

8.1.5 筛选324

8.1.6 基因组DNA文库的构建327

8.1.7 几种重要的PCR衍生技术330

8.2 研究基因结构及表达的常用技术333

8.2.1 标记性示踪物333

8.2.2 基因活性和功能研究方法334

8.3 DNA-蛋白质相互作用分析技术340

8.3.1 过滤结合340

8.3.2 染色质免疫沉淀法340

8.3.3 凝胶阻滞分析341

8.3.4 DNA酶足迹342

8.4 蛋白质组学研究方法344

8.4.1 蛋白质分离344

8.4.2 蛋白质分析345

8.4.3 蛋白质相互作用的研究方法345

主要参考文献349

索引350