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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 奥斯瓦德·埃弗里的历史贡献4

1.2.3 DNA双螺旋结构的揭示5

1.2.4 遗传密码的破译8

1.2.5 信使RNA的发现9

1.2.6 操纵子模型开辟了分子生物学的新天地10

1.2.7 遗传工程促进了分子生物学的发展11

1.2.8 加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术13

1.3 现代分子生物学的发展14

2 基因概念的演变与发展16

2.1 早期的“基因”概念16

2.2 经典的基因概念18

2.2.1 经典基因概念的重要修正18

2.2.2 拟等位基因概念的提出19

2.2.3 顺反子理论20

2.2.4 DNA是主要的遗传物质22

2.3 基因的分子结构23

2.3.1 核酸的分子结构23

2.3.2 核苷的分子构象23

2.3.3 DNA双螺旋结构模型25

2.3.4 影响双螺旋结构稳定性的因素28

2.3.5 DNA的变性与复性29

2.4 核酸分子的空间结构36

2.4.1 DNA的一级结构37

2.4.2 DNA的二级结构37

2.4.3 DNA的三级结构45

2.5 基因概念的多样性49

2.5.1 生物进化的C值矛盾49

2.5.2 重叠基因50

2.5.3 重复基因52

2.5.4 间隔基因57

2.5.5 跳跃基因或转座子65

2.5.6 假基因88

3 DNA的复制91

3.1 DNA复制的基本特征91

3.1.1 DNA的半保留复制91

3.1.2 DNA复制按5′→3′延伸方向93

3.1 3 DNA的半不连续复制93

3.1.4 DNA复制的起点、方向96

3.1.5 DNA复制的引物100

3.1.6 DNA复制的转录激活103

3.1.7 DNA复制的模式104

3.1.8 DNA复制体的结构与复制的回环模型107

3.1.9 线形DNA复制避免5′端短缩的方式107

3.2 真核生物DNA复制的特点111

3.2.1 染色体DNA为多复制子111

3.2.2 染色体多复制子复制的非一致性112

3.2.3 真核生物避免5′端短缩的机制113

3.3 DNA复制的终止116

3.4 DNA复制的调控117

4 RNA的转录120

4.1 转录的基本概念120

4.1.1 模板120

4.1.2 不对称转录121

4.1.3 极性122

4.2 转录起始122

4.2.1 原核生物的启动子122

4.2.2 真核生物的启动子125

4.2.3 RNA聚合酶128

4.2.4 转录的相关因子及功能137

4.3 转录延伸152

4.4 转录过程的终止153

4.4.1 不依赖ρ因子的终止子的结构与功能153

4.4.2 依赖ρ因子的终止子的结构与功能153

4.4.3 抗终止作用156

4.5 RNA的加工157

4.5.1 加工的概念157

4.5.2 加工的目的158

4.5.3 加工的过程159

5 蛋白质的翻译177

5.1 蛋白质合成的装备177

5.1.1 mRNA的结构和功能177

5.1.2 tRNA的结构与功能178

5.1.3 rRNA与核糖体的结构与功能181

5.2 遗传密码及其简并187

5.2.1 三联体遗传密码的破译187

5.2.2 遗传密码的简并190

5.3 蛋白质的翻译199

5.3.1 蛋白质翻译的若干基本概念199

5.3.2 多肽链的合成200

5.3.3 保证蛋白质翻译准确起始的机制211

6 基因表达的调控216

6.1 原核生物基因表达调控的理论与模式218

6.1.1 操纵子调控模型218

6.1.2 分解代谢产物阻遏启动子的正控制系统225

6.1.3 组氨酸利用操纵子的正控制诱导模型227

6.1.4 衰减子的发现与衰减子调控229

6.2 不利生长条件下的应急反应233

6.2.1 严紧反应相关因子233

6.2.2 严紧因子反应的调控机制234

6.3 操纵子调控的综合实例234

6.3.1 λ噬菌体的繁殖234

6.3.2 λ噬菌体基因组236

6.3.3 λ噬菌体溶原途径的建立238

6.3.4 λ噬菌体裂解途径的建立242

6.3.5 决定λ噬菌体发育途径选择的其他因素243

6.4 DNA重排与基因表达243

6.4.1 沙门氏菌鞭毛的H1-H2抗原相的转变244

6.4.2 酵母交配型的转变245

6.4.3 免疫球蛋白的多样性249

6.5 转录后水平的调控255

6.5.1 真核生物转录后mRNA的加工255

6.5.2 RNA干涉255

6.5.3 反义RNA259

6.6 翻译水平上的调控262

6.6.1 同一操纵子内各基因翻译量的差异262

6.6.2 信息体与蛋白质合成264

6.6.3 核糖体蛋白质合成的自体调控264

6.6.4 mRNA的寿命对翻译的调节265

6.6.5 终止密码解读的移码与通读调节266

6.6.6 翻译中的弱化子调控268

6.7 翻译后的基因表达调控269

6.7.1 蛋白质前体的加工269

6.7.2 蛋白质的转运（或分泌）271

6.7.3 蛋白质降解275

6.7.4 蛋白质的折叠277

6.8 真核生物基因表达调控的特殊类型279

6.8.1 原核和真核生物基因结构和表达调控的差异279

6.8.2 真核生物DNA水平的调控282

6.8.3 转录因子可逆性磷酸化对翻译的调节293

6.8.4 mRNA的结构对翻译水平的调控294

6.8.5 真核生物发育的基因调控297

6.8.6 细胞程序性死亡与发育303

7 基因突变和遗传重组的分子机制310

7.1 基因突变310

7.1.1 基因突变的种类310

7.1.2 基因突变的表达类型311

7.1.3 基因的诱发突变311

7.1.4 基因的自发突变321

7.1.5 基因的突变热点321

7.2 生物体保证稳定遗传的机制324

7.2.1 DNA复制过程中的错配修复324

7.2.2 尿嘧啶-N-糖苷酶系统（ung修复系统）324

7.2.3 基因的回复突变329

7.3 基因重组交换的分子机制334

7.3.1 同源重组的分子机制334

7.3.2 异常分离现象——基因转换337

7.3.3 同源重组的分子机制337

7.3.4 同源重组的酶类及交换热点341

7.3.5 双链DNA断裂模式343

8 常见的分子生物学研究技术346

8.1 基因克隆技术346

8.1.1 限制性内切核酸酶的作用346

8.1.2 连接347

8.1.3 载体348

8.1.4 转化349

8.1.5 筛选351

8.1.6 基因组DNA文库的构建352

8.1.7 几种重要的PCR衍生技术357

8.2 研究基因结构及表达的常用技术360

8.2.1 标记性示踪物360

8.2.2 基因活性和功能研究方法361

8.3 DNA-蛋白质相互作用分析技术367

8.3.1 过滤结合367

8.3.2 染色质免疫沉淀法367

8.3.3 凝胶阻滞分析368

8.3.4 DNA酶足迹368

8.4 蛋白质组学研究方法371

8.4.1 蛋白质分离371

8.4.2 蛋白质分析372

8.4.3 蛋白质相互作用的研究方法372

主要参考文献376

索引377