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第1章 核酸的结构与性质1

1.1 DNA的结构1

1.1.1 DNA的化学组成1

1.1.2 DNA双螺旋2

1.1.3 DNA结构的多态性4

1.2 DNA超螺旋5

1.2.1 超螺旋DNA5

1.2.2 共价闭合环状DNA的拓扑结构6

1.2.3 超螺旋密度7

1.2.4 拓扑异构酶7

1.2.5 嵌入剂9

1.3 DNA的变性和复性10

1.3.1 DNA变性10

1.3.2 复性11

1.4 RNA结构12

第2章 基因组DNA14

2.1 原核生物的基因组和染色体14

2.1.1 原核生物基因组的遗传结构14

2.1.2 原核生物的染色体14

2.2 真核生物的基因组15

2.2.1 真核生物的C值矛盾与非编码DNA15

2.2.2 真核生物基因组的序列组分16

2.3 真核生物的染色体和染色质23

2.3.1 组蛋白23

2.3.2 核小体24

2.3.3 从核小体到中期染色体25

2.3.4 异染色质与常染色质26

2.3.5 真核生物染色体DNA上的几个重要元件27

2.4 核外基因组30

2.4.1 质粒基因组30

2.4.2 线粒体基因组32

2.4.3 叶绿体基因组34

第3章 DNA的复制35

3.1 DNA复制的一般特征35

3.1.1 半保留复制35

3.1.2 复制起点与复制子36

3.1.3 DNA合成的引发36

3.1.4 半不连续复制37

3.1.5 滚环复制与D环复制37

3.2 大肠杆菌染色体DNA的复制40

3.2.1 复制的起始40

3.2.2 复制的延伸41

3.2.3 复制的终止47

3.2.4 复制起始调控48

3.3 真核生物DNA复制49

3.3.1 SV40 DNA的复制49

3.3.2 真核生物基因组复制的调控51

3.3.3 核小体的组装52

3.3.4 端粒DNA复制53

3.4 反转录55

3.4.1 反转录病毒的结构55

3.4.2 反转录病毒的基因组55

3.4.3 反转录过程56

3.4.4 原病毒DNA的整合57

第4章 DNA的突变、损伤和修复59

4.1 DNA突变59

4.1.1 突变的主要类型59

4.1.2 突变的产生62

4.1.3 正向突变、回复突变与突变的校正67

4.1.4 突变热点69

4.2 DNA修复70

4.2.1 光复活70

4.2.2 烷基的转移71

4.2.3 核苷酸切除修复71

4.2.4 碱基切除修复73

4.2.5 错配修复73

4.2.6 极小补丁修复75

4.2.7 重组修复75

4.2.8 SOS反应75

4.2.9 真核生物的DNA修复77

第5章 DNA重组81

5.1 同源重组81

5.1.1 同源重组的分子模型81

5.1.2 大肠杆菌的同源重组83

5.1.3 真核细胞的同源重组85

5.1.4 交配型转换86

5.1.5 基因转换90

5.2 位点特异性重组90

5.3 转座92

5.3.1 DNA转座子93

5.3.2 反转录转座子100

5.3.3 Mu噬菌体104

第6章 RNA的生物合成106

6.1 原核生物的转录机制106

6.1.1 大肠杆菌RNA聚合酶106

6.1.2 σ70启动子107

6.1.3 原核生物的转录108

6.2 真核生物的转录机制111

6.2.1 真核生物RNA聚合酶111

6.2.2 RNA Pol Ⅰ基因的转录113

6.2.3 RNA PolⅢ基因的转录115

6.2.4 RNA PolⅡ基因的转录117

第7章 转录后加工123

7.1 真核生物前体mRNA的加工123

7.1.1 5′-端加帽124

7.1.2 3′-端加尾124

7.1.3 剪接125

7.1.4 RNA编辑132

7.1.5 RNA运出细胞核134

7.2 mRNA降解136

7.2.1 原核生物mRNA的降解136

7.2.2 真核生物mRNA的降解136

7.3 前体rRNA和前体tRNA的加工136

7.3.1 原核生物rRNA前体的加工136

7.3.2 真核生物rRNA前体的加工137

7.3.3 原核生物tRNA前体的加工140

7.3.4 真核生物tRNA前体的加工141

7.4 四种内含子的比较142

7.4.1 细胞核前体mRNA的GU-AG型内含子142

7.4.2 Ⅰ型内含子142

7.4.3 Ⅱ型内含子143

7.4.4 真核生物前体tRNA内含子143

第8章 蛋白质的生物合成145

8.1 遗传密码145

8.1.1 遗传密码是三联体145

8.1.2 遗传密码的破译146

8.1.3 密码子的特性149

8.2 tRNA150

8.2.1 tRNA分子的二级结构150

8.2.2 tRNA分子的三级结构151

8.2.3 密码子和反密码子的相互作用152

8.3 氨酰-tRNA合成酶153

8.3.1 氨酰-tRNA合成酶催化的化学反应153

8.3.2 氨酰-tRNA合成酶的分类154

8.3.3 氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别154

8.3.4 氨酰-tRNA合成酶的校正功能155

8.4 核糖体156

8.4.1 核糖体的结构156

8.4.2 核糖体循环157

8.4.3 肽酰转移酶反应157

8.5 多肽链的合成158

8.5.1 原核生物多肽链的合成158

8.5.2 真核生物多肽链的合成163

8.6 反式翻译165

8.6.1 tmRNA的结构与功能165

8.6.2 反式翻译的分子模型165

8.7 程序性核糖体移码166

8.8 硒代半胱氨酸167

8.9 吡咯赖氨酸168

8.10 依赖翻译的mRNA质量监控168

8.10.1 无义密码子介导的mRNA降解168

8.10.2 无终止密码子介导的mRNA降解170

8.11 蛋白质合成的抑制剂170

8.12 蛋白质翻译后加工171

8.12.1 蛋白质的折叠172

8.12.2 蛋白质的化学修饰174

8.12.3 蛋白质的酶解切割176

8.12.4 内含肽与蛋白质拼接176

8.13 蛋白质的定向与分拣179

8.13.1 翻译-转运途径179

8.13.2 翻译后转运途径180

8.14 蛋白质的降解183

8.14.1 溶酶体降解途径183

8.14.2 泛素-蛋白酶体途径183

第9章 原核生物基因表达的调控186

9.1 转录水平的基因表达调控186

9.1.1 转录起始调控186

9.1.2 转录终止阶段的调控200

9.2 翻译水平的调控203

9.2.1 反义RNA203

9.2.2 核糖体蛋白的自体控制203

9.2.3 一些mRNA分子必须经过切割才能被翻译205

9.2.4 严紧反应205

9.3 核开关207

9.4 DNA重排对基因转录的调控208

9.5 λ噬菌体调控级联209

9.5.1 裂解周期中的级联调控210

9.5.2 溶源生长的自体调控211

9.5.3 溶源生长建立的分子机制213

9.5.4 裂解生长和溶源生长的选择214

9.5.5 前噬菌体的诱导215

第10章 真核生物基因表达的调控217

10.1 染色质的结构与基因表达217

10.1.1 位置效应217

10.1.2 活性染色质的形态特征217

10.1.3 染色质结构的调节218

10.1.4 染色质结构的区间性221

10.2 DNA甲基化与基因组活性调控225

10.2.1 真核生物DNA的甲基化225

10.2.2 DNA甲基化与基因沉默225

10.2.3 DNA甲基化与基因组印记226

10.2.4 X染色体失活227

10.3 真核生物的特异性转录因子228

10.3.1 转录因子的分离与鉴定228

10.3.2 转录因子的功能域230

10.4 转录因子的作用方式234

10.4.1 活化子234

10.4.2 抑制子235

10.5 转录因子活性的调节236

10.5.1 转录因子的表达调控236

10.5.2 信号分子对转录因子活性的调节237

10.6 转录后水平的基因表达调控243

10.7 翻译水平的基因表达调控244

10.7.1 mRNA结合蛋白对翻译的调控244

10.7.2 翻译激活因子对翻译的激活作用245

10.8 DNA重排与抗体基因的组装246

10.8.1 抗体的分子结构246

10.8.2 抗体基因的结构及其重排247

10.9 RNA介导的基因沉默249

10.9.1 RNA干扰249

10.9.2 转录后基因沉默250

10.9.3 双链RNA对基因组的调节251

10.9.4 微小RNA251

第11章 分子生物学方法Ⅰ253

11.1 核酸的分离、纯化、检测和杂交253

11.1.1 DNA的分离和纯化253

11.1.2 DNA凝胶电泳253

11.1.3 脉冲场凝胶电泳254

11.1.4 变性梯度凝胶电泳255

11.1.5 DNA的化学合成256

11.1.6 完整基因的化学合成258

11.1.7 肽核酸259

11.1.8 用紫外线检测DNA和RNA的浓度259

11.1.9 核酸的放射性标记260

11.1.10 放射性标记DNA的检测260

11.1.11 DNA和RNA的荧光检测261

11.1.12 用生物素和地高辛标记DNA261

11.1.13 Southern和Northern印迹杂交262

11.1.14 荧光原位杂交263

11.1.15 分子信标264

11.2 基因克隆265

11.2.1 工具酶265

11.2.2 基因克隆的载体267

11.2.3 基因文库274

11.3 聚合酶链式反应278

11.3.1 PCR简介278

11.3.2 简并引物279

11.3.3 反向PCR279

11.3.4 PCR产物的克隆280

11.3.5 随机扩增多态性DNA281

11.3.6 反转录PCR282

11.3.7 差异显示PCR282

11.3.8 快速cDNA末端扩增283

11.3.9 定点突变283

11.3.10 PCR介导产生融合基因285

11.3.11 实时荧光定量PCR285

第12章 分子生物学方法Ⅱ288

12.1 DNA测序和基因组测序288

12.1.1 DNA测序288

12.1.2 基因组测序293

12.2 基因表达分析302

12.2.1 报告基因302

12.2.2 上游序列的缺失分析304

12.2.3 确定上游调控区中的蛋白质结合位点305

12.2.4 转录起始位点的确定306

12.2.5 转录组分析307

12.3 蛋白质组学311

12.3.1 蛋白质电泳311

12.3.2 双向PAGE电泳312

12.3.3 蛋白质Western印迹312

12.3.4 蛋白质标签系统313

12.3.5 噬菌体展示315

12.3.6 酵母双杂交系统316

12.3.7 免疫共沉淀317

参考文献319