本书分12章阐述了DNA和RNA的结构、性质、生物合成及调控机制，介绍了基因组学、生物信息学、基因表达调控的基本知识，PCR、基因克隆、基因组编辑、基因工程等研究方法的原理和应用。配套的数字教程“知识扩展”介绍了纸质教材未能包含的一些专业知识、研究方法及其应用状况；“科学史话”介绍了70多位科学大师的业绩，可为课程思政提供丰富的素材；“习题解析”题型多样，难度适中；提供两套PPT用于教师授课、学生听课和复习。
样章试读
目录
- 目录
前言
第一章绪论1
1.1分子生物学的概念1
1.2分子生物学的内容1
1.3分子生物学与其他学科的关系2
1.4分子生物学的学习方法3
提要3
思考题4
第二章核酸的结构和功能5
2.1DNA是主要的遗传物质5
2.2核酸的组成成分6
2.2.1戊糖6
2.2.2含氮碱基7
2.2.3核苷7
2.2.4核苷酸8
2.3核酸的一级结构11
2.4DNA的二级结构12
2.4.1双螺旋结构的实验依据12
2.4.2DNA双螺旋结构的要点12
2.4.3DNA二级结构的其他类型14
2.5DNA的高级结构18
2.5.1环状DNA的超螺旋结构18
2.5.2真核生物染色体的结构20
2.6RNA的结构和功能21
2.6.1tRNA21
2.6.2rRNA23
2.6.3mRNA和hnRNA23
2.6.4snRNA和snoRNA24
2.6.5asRNA和RNAi24
2.6.6非编码RNA的多样性24
2.7核酸的性质25
2.7.1一般理化性质25
2.7.2紫外吸收性质262
2.7.3核酸结构的稳定性27
2.7.4核酸的变性27
2.7.5核酸的复性28
2.8核酸的研究方法29
2.8.1核酸的提取与沉淀29
2.8.2核酸的电泳分离30
2.8.3核酸的超速离心31
2.8.4核酸的分子杂交31
2.8.5DNA芯片技术及应用32
2.8.6DNA的化学合成33
2.9核酸的序列测定33
2.9.1链终止法33
2.9.2新一代高通量测序技术35
提要36
思考题37
第三章基因和基因组39
3.1基因的概念39
3.2基因的类型41
3.2.1基因家族和基因簇41
3.2.2假基因43
3.2.3重叠基因44
3.2.4移动基因44
3.2.5断裂基因45
3.3基因组49
3.3.1基因组的概念49
3.3.2病毒的基因组50
3.3.3原核生物的基因组51
3.4真核生物的基因组53
3.4.1真核生物基因组的特点53
3.4.2真核生物基因组的重复序列53
3.4.3线粒体基因组的结构58
3.4.4叶绿体基因组的结构59
3.5结构基因组学60
3.5.1遗传图谱和物理图谱60
3.5.2重叠群的建立61
3.5.3高分辨率物理图谱的制作61
3.5.4序列测定63
3.5.5基因定位64
3.6功能基因组学64
3.6.1功能基因组学的概念64
3.6.2蛋白质组学65
3.6.3生物信息学69
提要70
思考题72
第四章DNA的生物合成73
4.1DNA复制的概况73
4.1.1DNA的半保留复制73
4.1.2复制的起点和方向74
4.2原核生物DNA的复制75
4.2.1参与原核生物DNA复制的酶和蛋白质75
4.2.2复制的起始80
4.2.3DNA链的延伸
4.2.4复制的终止82
4.3真核生物DNA的复制85
4.3.1参与真核生物DNA复制的酶和蛋白质85
4.3.2真核生物DNA复制的特点87
4.3.3真核生物DNA复制的过程87
4.4DNA复制的其他方式91
4.4.1滚环复制91
4.4.2取代环复制92
4.4.3线形DNA末端复制的方式94
4.5DNA复制的高度忠实性95
4.6逆转录作用95
4.6.1逆转录病毒的结构96
4.6.2cDNA的合成98
4.6.3原病毒DNA的整合99
4.6.4逆转录作用的生物学意义100
4.7原核生物DNA复制的调控101
4.8真核生物DNA复制的调控102
4.8.1SV40病毒DNA复制的调控102
4.8.2酵母染色体DNA复制的调控102
4.9DNA的体外合成——聚合酶链式反应103
4.9.1PCR的基本原理103
4.9.2PCR反应体系的优化103
4.9.3PCR技术的扩展104
提要105
思考题107
第五章DNA的损伤与修复109
5.1DNA损伤的产生109
5.1.1DNA分子的自发性损伤109
5.1.2物理因素引起的DNA损伤111
5.1.3化学因素引起的DNA损伤113
5.1.4生物因素引起的DNA损伤115
5.1.5环境诱变剂及其应用116
5.2基因的突变116
5.2.1突变的类型116
5.2.2突变的回复和校正118
5.2.3诱变剂和致癌剂的检测119
5.3DNA损伤的修复120
5.3.1直接修复120
5.3.2碱基切除修复122
5.3.3核苷酸切除修复123
5.3.4错配修复126
5.3.5双链断裂的修复128
5.4损伤跨越129
5.4.1重组跨越129
5.4.2跨越合成130
5.5DNA缺陷修复与癌症的关系132
提要133
思考题134
第六章基因重组和克隆135
6.1同源重组136
6.1.1同源重组的分子模型136
6.1.2细菌的基因转移与重组138
6.1.3细菌同源重组的酶学机制140
6.1.4真核生物的同源重组141
6.2位点特异性重组143
6.2.1位点特异性重组的机制143
6.2.2λ噬菌体DNA的整合与切除144
6.2.3细菌的特异位点重组145
6.2.4免疫球蛋白基因的V（D）J重组145
6.3转座重组148
6.3.1转座子的概念148
6.3.2原核生物的转座子149
6.3.3真核生物的转座子152
6.4逆转座子155
6.4.1逆转座子的结构155
6.4.2逆转座子的生物学意义158
6.5转座的分子机制158
6.5.1非复制型转座159
6.5.2复制型转座159
6.5.3转座的调控161
6.6基因克隆162
6.6.1用于基因克隆的工具酶162
6.6.2目的基因的来源164
6.6.3常用的克隆载体164
6.6.4DNA分子的体外连接166
6.6.5重组子导入受体细胞168
6.6.6重组子的筛选168
6.6.7基因组文库的构建170
6.6.8cDNA文库的构建171
6.7克隆基因的表达172
6.7.1检测表达产物的方法172
6.7.2外源基因在原核细胞中的表达174
6.7.3外源基因在真核细胞中的表达176
6.8转基因植物和转基因动物180
6.8.1转基因植物180
6.8.2转基因动物181
提要183
思考题185
第七章RNA的生物合成186
7.1RNA生物合成的概况186
7.2原核生物的转录187
7.2.1原核生物的RNA聚合酶187
7.2.2转录起始位点的结构189
7.2.3转录起始的过程190
7.2.4RNA链的延伸192
7.2.5转录的终止194
7.3真核生物的转录195
7.3.1真核生物转录的特点195
7.3.2真核生物的RNA聚合酶196
7.3.3RNA聚合酶Ⅱ催化的转录197
7.3.4RNA聚合酶Ⅰ催化的转录201
7.3.5RNA聚合酶Ⅲ催化的转录203
7.4转录校对204
7.5转录过程的选择性抑制204
7.5.1碱基类似物204
7.5.2DNA模板功能的抑制剂205
7.5.3RNA聚合酶的抑制剂206
7.6RNA复制206
7.6.1RNA复制的特点206
7.6.2双链RNA病毒的RNA复制207
7.6.3正链RNA病毒的RNA复制207
7.6.4负链RNA病毒的RNA复制208
7.6.5无模板的RNA合成208
提要209
思考题210
第八章转录产物的加工212
8.1原核生物RNA的转录后加工212
8.1.1原核生物tRNA前体的加工212
8.1.2原核生物rRNA前体的加工213
8.1.3原核生物mRNA前体的加工214
8.2真核生物tRNA前体的转录后加工215
8.2.1真核生物tRNA前体的结构特点215
8.2.2真核生物tRNA前体的加工过程215
8.3真核生物rRNA前体的转录后加工216
8.3.1rRNA基因的结构216
8.3.2rRNA前体的核苷酸修饰217
8.3.3rRNA前体的剪切217
8.4真核生物mRNA前体的加工219
8.4.1形成5′端帽子结构219
8.4.2形成3′端的多聚腺苷酸221
8.4.3断裂基因的拼接223
8.5不同类型内含子的比较226
8.5.1Ⅰ型内含子226
8.5.2Ⅱ型内含子227
8.5.3内含子剪接机制的比较228
8.6核酶229
8.6.1核酶的发现229
8.6.2核酶的类型229
8.6.3核酶的结构229
提要230
思考题232
第九章蛋白质的生物合成233
9.1蛋白质生物合成的概述233
9.1.1mRNA是蛋白质合成的模板233
9.1.2tRNA是氨基酸的运载体234
9.1.3核糖体是蛋白质合成的场所235
9.1.4参与蛋白质合成的各种辅因子237
9.2遗传密码的破译237
9.2.1遗传密码是三联体237
9.2.2用人工合成的多聚核苷酸破译遗传密码238
9.2.3用人工合成的三核苷酸破译遗传密码239
9.3遗传密码的特性240
9.3.1遗传密码是连续排列的三联体240
9.3.2起始密码与终止密码240
9.3.3遗传密码的简并性240
9.3.4遗传密码的变偶性240
9.3.5遗传密码的通用性241
9.3.6遗传密码的防错系统242
9.3.7开放阅读框242
9.4氨酰-tRNA的合成242
9.4.1合成氨酰-tRNA的反应242
9.4.2氨酰-tRNA合成酶的特异性244
9.5原核生物的蛋白质合成245
9.5.1原核生物肽链合成的起始245
9.5.2原核生物肽链的延伸246
9.5.3原核生物肽链合成的终止248
9.6真核生物的蛋白质合成250
9.6.1真核生物肽链合成的起始250
9.6.2真核生物肽链的延伸253
9.6.3真核生物肽链合成的终止253
9.7蛋白质生物合成的抑制剂253
9.7.1原核生物肽链合成的抑制剂253
9.7.2真核生物肽链合成的抑制剂254
9.7.3作用于原核生物和真核生物的肽链合成抑制剂254
提要255
思考题256
第十章肽链的加工和输送257
10.1肽链的加工257
10.1.1肽链的剪接257
10.1.2氨基酸残基的修饰258
10.1.3多肽链的折叠261
10.2肽链的定向输送265
10.2.1共翻译途径2666
10.2.2翻译后途径268
提要273
思考题274
第十一章原核生物基因表达的调控275
11.1原核生物基因表达调控的概述275
11.2DNA水平的调控276
11.2.1基因拷贝数的调控276
11.2.2启动子强弱的调控276
11.2.3细菌DNA重排对基因表达的影响276
11.2.4σ因子对原核生物转录起始的调控277
11.3操纵子对基因表达的调控278
11.3.1操纵子的基本结构278
11.3.2乳糖操纵子279
11.3.3阿拉伯糖操纵子281
11.3.4色氨酸操纵子282
11.4转录终止阶段的调控285
11.5翻译水平的调控286
11.5.1mRNA结构对基因表达的调控286
11.5.2mRNA稳定性对翻译的调节287
11.5.3反义RNA对翻译的调控288
11.5.4蛋白质合成的自体调控288
11.5.5严谨反应290
11.5.6CRISPR系统291
11.6核开关和群体感应293
11.6.1核开关293
11.6.2群体感应294
提要294
思考题295
第十二章真核生物基因表达的调控296
12.1真核生物基因表达调控的特点296
12.2染色体水平的调控297
12.2.1异染色质化对基因活性的影响297
12.2.2组蛋白对基因活性的影响297
12.2.3非组蛋白对基因活性的影响301
12.2.4核基质对基因活性的影响302
12.2.5基因丢失303
12.2.6基因扩增303
12.3染色体重排303
12.4DNA水平的调控303
12.4.1DNA甲基化303
12.4.2DNA甲基化对转录活性的影响304
12.5真核生物转录水平的调控305
12.5.1顺式作用元件305
12.5.2反式作用因子307
12.5.3转录调控的作用机制312
12.5.4固醇类激素对基因转录的调控313
12.6转录后水平的调控315
12.6.1可变剪接315
12.6.2反式剪接318
12.6.3RNA编辑319
12.6.4RNA的转运319
12.7翻译水平的调控320
12.7.1mRNA稳定性对基因活性的影响320
12.7.2翻译起始阶段的调控321
12.7.3mRNA的选择性翻译323
12.7.4RNA干扰导致的基因沉默324
12.8翻译后调控325
12.9真核生物发育过程中的基因表达调控327
12.9.1母性基因327
12.9.2分节基因328
12.9.3同源异型基因328
提要330
思考题331
缩略词332
主要参考文献338
京公网安备 11010102004214号