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第一章 核酸的空间结构 7

第一节 DNA双螺旋的种类 7

一、DNA双螺旋的主要类型 7

二、左旋DNA 9

三、单链核酸可具有二级结构 10

（一）单链DNA 10

（二）RNA的空间结构 10

（三）自由能与二级结构的形成 11

第二节 DNA的三级结构 13

一、DNA超螺旋结构 13

（一）染色体的基本单位是核小体 16

二、染色体的结构 16

（二）螺线体 17

（三）超螺旋体 17

第三节 DNA的变性与复性 17

一、DNA变性 17

二、DNA复性 18

（一）与DNA复性有关的因素 18

（二）复性动力学 19

（三）复性是分子杂交的理论基础 20

第二章 原核生物基因组 23

第一节 基因组与C值 23

（一）大肠杆菌基因组 24

二、大肠杆菌基因组成与噬菌体基因组成 24

一、原核生物基因组的特点 24

第二节 原核生物基因组的特点及大肠杆菌的基因组成 24

（二）噬菌体基因组 26

（三）ΦX174基因组与重叠基因 31

第三节 转座因子 34

一、转座因子的发现及其类别 34

（一）转座因子的发现 34

（二）转座因子的类型 36

二、转座因子的结构及其复制 36

（一）转座因子的结构 36

（二）转座因子的复制 37

（一）转座因子的遗传学效应 39

三、转座因子的遗传学效应及遗传学意义 39

（二）转座因子在遗传学上的意义和应用 41

第四节 原核生物染色体外遗传组成 42

一、F质粒基因组 43

（一）转移区 43

（二）复制区 43

（三）插入区 44

二、R质粒基因组 45

（一）R质粒的组成 45

（二）质粒的结构 45

（三）R质粒与F质粒的关系 46

（一）c0t1/2值与重复序列的推算 47

二、真核生物基因组中DNA重复序列和分类 47

第三章 真核生物基因组 47

第一节 真核生物基因组的特点和重复顺序 47

一、真核生物基因组的特点 47

（二）真核生物基因组重复序列的分类 48

第二节 基因家族与假基因 51

一、基因家族及其分类 51

二、串联重复基因与Alu基因家族 52

（一）串联重复基因 52

（二）Alu基因家族 53

三、假基因和癌基因 54

（一）假基因 54

（二）反转录病毒和癌基因家族 54

（一）断裂基因含义 56

（二）内含子、外显子及其形成 56

第三节 断裂基因与真核生物转座子 56

一、断裂基因的含义及内含子与外显子的形成 56

（三）断裂基因的形成 57

二、转座因子 59

（一）玉米转座因子 59

（二）果蝇转座因子 60

（三）酵母转座因子-Ty1 62

三、增强子 63

（一）增强子的普遍存在和结构特点 63

（三）癌与增强子 64

（二）增强子作用特点 64

一、叶绿体基因组 65

（一）基因组成 65

第四节 叶绿体与线粒体基因组 65

（二）rRNA和tRNA基因 66

二、线粒体基因组 68

（一）线粒体基因组的组成 68

（二）不通用的遗传密码 69

（三）酵母的内含子 71

第一节 DNA的复制 73

一、细胞生长速度和DNA复制的关系 73

第四章 遗传物质的复制 73

二、复制子与复制叉 76

（一）复制子 76

（二）复制叉 77

三、原核生物复制叉的起始和方向 77

（一）复制的起始位点 77

（二）细胞膜和DNA复制的发动 79

（三）复制叉的方向 81

（四）复制速率 83

四、参与DNA复制的酶和蛋白质因子 84

（一）DNA聚合酶Ⅲ 84

（二）DNA聚合酶Ⅰ 85

（四）真核生物的DNA聚合酶 87

（三）DNA聚合酶Ⅱ 87

（五）DNA连接酶 89

（六）参与DNA复制的蛋白质因子 90

第二节 DNA复制的全过程 95

一、DNA复制的不连续性 95

二、DNA复制的细微结构 97

（一）复制的起始作用 98

（二）链的延伸 99

（三）链的终止 100

第三节 遗传物质复制的多样性 100

一、单向复制 100

二、逆向转录 101

（一）滚环式复制 101

（二）D环式复制 101

三、RNA的复制 103

第四节 质粒的复制 103

一、质粒的一般特性 103

二、质粒的复制 105

（一）复制的起始点与方向 105

（二）复制的机制 106

第五章 遗传信息的转录 108

第一节 基因及其转录物 108

一、结构基因和它的转录物结构基因的结构 108

（二）大肠杆菌RNA聚合酶 111

（一）RNA聚合酶的特性 111

二、RNA聚合酶及其基因 111

（三）病毒RNA聚合酶 112

（四）真核生物RNA聚合酶 114

第二节 转录的机制 114

一、一个基因有意义链的转录 114

二、转录的全过程 114

（一）转录的起始 115

（二）链的延长 116

一、转运RNA（tRNA）的作用 117

二、tRNA的基因 117

第三节 转运RNA及其基因 117

（三）转录的终止 117

三、tRNA形成的过程 118

（一）tRNA前体 118

（二）切割 119

（三）核苷修饰 119

（四）形成CCA尾端 119

第四节 核糖体RNA（rRNA）及其基因 120

一、rRNA的作用 120

二、rRNA基因 120

三、rRNA的形成 120

四、真核生物rRNA的加工 120

第五节 结构基因和信使RNA 121

（二）mRNA的成熟过程 122

一、真核生物的mRNA 122

（一）mRNA前体 122

（三）真核生物结构基因常含有非编码的DNA插入序列 125

二、前体RNA的剪接机制 126

（一）剪接位点 126

（二）S？RNA在剪接中的作用 127

（三）rRNA自我催化剪接 128

第六章 遗传信息的翻译 130

第一节 核糖体 130

一、核糖体的结构与组分 130

（一）核糖体在细胞内存在的形式 130

（二）核糖体的组分 131

二、信使RNA（mRNA） 134

（一）真核生物与原核生物细胞中mRNA的区别 134

（二）多顺反子mRNA的翻译 135

三、与翻译有关的基因 135

四、密码子与反密码子相互作用的某些规律 136

（一）标准配对与变偶假说 136

（二）密码子与反密码子相互作用的规律 137

五、蛋白质因子 139

（一）起始因子 139

（二）延伸因子 140

二、肽链的起始合成 141

一、氨酰tRNA的合成 141

第二节 遗传信息的翻译过程 141

（三）终止因子（释放因子） 141

三、多肽链的延伸 142

四、多肽链合成的终止 144

五、翻译后多肽链的加工与修饰 145

第七章 遗传重组的分子机理 146

第一节 同源重组 146

一、Holliday模型 146

二、支持Holliday模型的实验 148

第二节 专一位点重组 152

一、λ噬菌体DNA的整合和切离 152

二、λ噬菌体整合重组的分子机制 153

第三节 异常重组噬菌体mu的异常重组 155

第四节 插入序列和转座子 156

一、细菌中的插入序列 157

二、转座子 157

第八章 基因突变和DNA损伤的修复 159

第一节 基因突变 159

一、突变命名法与突变类型 159

（一）突变命名法 159

（二）突变类型 160

二、突变率与突变热点 163

（一）突变率 163

（二）突变热点 165

（二）诱变过程 166

（一）诱变因素 166

三、诱发突变 166

（三）物理因素透变机理 167

（四）化学因素透变机理 168

四、自发突变的分子机理 173

（一）碱基的互变异构 173

（二）碱基离子化 174

（三）环出效应 174

第二节 DNA损伤的修复 176

一、光复活修复 176

二、切除修复 177

（一）核苷酸的切除修复 177

（二）碱基的切除修复 178

三、重组修复 179

四、SOS修复 179

（一）SOS修复的发现 179

（二）SOS基因 181

（三）SOS修复过程 181

五、适应性修复 183

（四）SOS其它作用 184

第九章 原核生物基因表达的调控概述 185

第一节 分解代谢途径操纵子 187

一、乳糖操纵子——诱导型操纵子 190

（一）调控途径 190

第二节 合成代谢途径操纵子色氨酸操纵子 192

（二）lac启动子调控 192

二、阿拉伯糖操纵子——双元控制系统 193

第三节 转录-翻译操纵子的多价调控严紧控制 197

第四节 噬菌体侵染时基因表达的调节 199

一、噬菌体T7侵染时基因表达的调节 199

二、噬菌体SPO1侵染时基因表达的调节 200

三、噬菌体λ侵染时基因表达的调节 200

（一）λ噬菌体溶菌周期中的调节 201

（二）λ噬菌体溶原性周期的调节 201

（三）λ噬菌体的阻遏物和操纵子之间的互相关系 202

（四）溶菌性与溶原性的竞争 203

（一）转录-翻译的多重控制 204

（五）溶原性状态 204

四、转录-翻译操纵子的多价控制 204

（二）转录-翻译构件的操纵子 205

第十章 真核生物基因表达的调控 207

第一节 概述 207

第二节 真菌的短期调控 208

一、链孢霉的qa基因簇 208

二、酵母的gal基因簇 208

第三节 真核生物DNA水平的调控 209

一、基因丢失 209

二、基因扩增 209

三、基因的重排与变换 210

一、Britten-Davidson模式 212

第四节 真核生物转录水平上的基因表达调控 212

二、染色质结构和转录调控 214

三、RNA聚合酶的有效性 215

四、转录调控的同域作用成分启动子与转录调控 215

五、跨域作用因子 219

六、真核基因调控的机理（同域调控成分和跨域调控因子的相互作用） 220

（一）TFⅡA转录因子的调控机理 220

（二）固醇类激素对转录的调控作用 221

第五节 转录后水平的调控 221

第六节 翻译水平的调控mRNA有效性的调控 225

一、免疫球蛋白的分子结构 226

第十一章 免疫分子遗传 226

第一节 免疫球蛋白的结构和基因组织 226

二、免疫球蛋白基因的结构 227

（一）轻链基因的结构 227

（二）重链基因的结构 229

三、免疫球蛋白基因的重排与DNA的多样性 230

（一）轻链基因的重排及连接反应 230

（二）重链基因的重排 234

（三）体细胞突变引起的多样性 237

第二节 免疫球蛋白的基因表达 237

一、等位排斥与同型排斥 237

二、增强子在转录过程中的作用 238

三、类型开关机制 239

第三节 T细胞抗原受体基因 240

一、TCR多肽链基本结构 240

二、TCR基因的种系结构 240

（一）α链基因簇 240

（二）β链基因簇 241

（三）γ链基因簇 242

三、T细胞抗原受体的DNA重排 242

（一）剪接重排 242

（二）姊妹染色单体交换机制 243

（三）倒转机制 243

（一）动物细胞DNA与动物病毒核酸的提取 245

（二）质粒DNA的提取 245

第十二章 核酸的提取与基因的分离 245

一、核酸的提取 245

第一节 核酸的提取与测序 245

（三）λ噬菌体DNA的提取 246

（四）真核细胞mRNA的分离与纯化 246

二、核酸序列的测定 247

（一）化学法测定 247

（二）末端终止法 247

（三）RNA序列测定 248

（一）限制性酶的命名 249

（二）限制性酶的分类 249

一、限制性酶的基本性质 249

第二节 限制性核酸内切酶切割DNA片段 249

（三）限制性酶的性质 252

二、限制性内切酶图谱（物理图谱） 252

（一）双酶解法 252

（二）部分酶解法 253

（三）片段杂交法 254

（四）DNA复制法 254

三、限制性酶切片段的估测 255

（一）基因文库的构建 256

一、从基因文库中筛取目标基因 256

第三节 获取目标基因 256

（二）目标基因的获取 257

二、利用反转录酶法获取目标基因 258

（一）反转录酶 258

（二）mRNA的提取 258

（三）cDNA的合成 258

三、人工化学合成基因 259

（一）合成的方法 259

（二）基因的合成 261

（三）基因的分离 262

（二）分离基因 263

（三）合成基因 263

四、基因合成仪及其分离、合成基因 263

（一）基因合成仪 263

五、核酸分子杂交 264

（一）核酸探针 264

（二）液相杂交 265

（三）固相杂交 265

第十三章 基因工程 266

第一节 基因工程操作原理 266

一、目标基因的获取 266

二、DNA的重组 266

（一）载体 266

（二）常用的几种酶 271

（三）DNA片段的连接 273

（一）目标基因的转移 274

三、基因克隆 274

（二）目标基因克隆 275

（三）基因克隆的检测 277

四、目标基因的表达 278

（一）有效转录 278

（二）有效翻译 278

（三）表达产物 279

第二节 基因工程应用研究 279

一、定位诱变 279

（一）缺失 279

（二）插入 280

（三）置换 281

二、酵母菌的基因工程应用 283

（四）等位基因代换 283

（一）克隆基因用的载体 284

（二）克隆基因的转化 284

（三）克隆基因的表达 284

三、干扰素基因工程 285

（一）IFN-cDNA的制备 285

（二）IFN-cDNA的修饰 285

（三）IFN-cDNA的克隆 287

四、生长激素基因工程 287

（一）生长激素释放抑制素基因的化学合成 288

五、生长激素释放抑制素基因工程 288

（三）hGH基因克隆 288

（二）hGH编码前24～191氨基酸的DNA片段克隆 288

（一）hGH编码前24个氨基酸的DNA片段克隆 288

（二）载体的构建 289

（三）生长激素释放抑制素基因的表达 290

六、胰岛素基因工程 291

（一）胰岛素基因的取得 291

（二）胰岛素基因克隆 291

（三）胰岛素基因的表达 292

七、α-淀粉酶基因工程 292

（二）转化 293

八、植物基因工程 293

（一）Ti质粒的改建 293

（二）α-淀粉酶基因克隆 293

（一）α-淀粉酶基因 293

（三）再生 294

第十四章 分子进化 296

第一节 分子进化及其分子生物学证据 296

一、分子进化的概念 296

二、分子进化的证据 296

（一）细胞色素C 296

（二）tRNA分子 298

（三）rRNA 299

三、分子进化学说 301

一、分子进化速度的恒定性 303

第二节 分子进化的特征 303

二、不同蛋白质在同一物种进化速度不同 304

三、不损坏分子结构和机能的突变更容易发生 306

四、新基因来源于原有基因的重复 306

第三节 基因扩增与分子树 307

一、基因扩增 307

二、分子树（系统进化树） 309

（一）分子树的意义 309

（二）分子树的绘制 310

第四节 Haldane进化代价 315

一、Haldane进化代价 315

二、遗传漂变 316

三、分子进化中的多态现象 317

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