基因工程及其分子生物學基礎

前言

　　在基因工程分冊中，加強了對基因工程原理、外源基因在受體細胞內表達過程中所遇到的問題和解決辦法以及相關的技術方法的論述：　　（1）對外源基因在宿主細胞中高效表達、分泌表達，以及基因的融合和融合蛋白的表達等內容進行了系統化和補充?！　。?）對實現重組蛋白正確折疊的方法和包涵體變性——復性的方法作了較為系統的介紹?！　。?）在“幾種真核細胞表達系統”和“分子雜交技術”的相關章節(jié)中分別加入了對轉基因動、植物，DNA疫苗和DNA微陣列——基因組芯片等內容的介紹?！　。?）在“聚合酶鏈反應及其應用”章節(jié)中加大了對常用PCR方法的原理及應用的論述?！　。?）將“噬菌體展示技術”一章改為“各種生物學展示技術”。內容包括噬菌體展示技術、細菌展示技術、酵母展示技術、核糖體展示技術和mRNA展示技術等基本原理及其應用。　　（6）“在基因打靶技術及其應用”章節(jié)中，較系統地介紹了基因打靶技術的基本原理、組織特異性基因打靶、轉座子和RNA干涉與基因敲除等內容；并對常用的細菌基因敲除方法進行了概述。

內容概要

作為生物學科的基礎課，“基因工程”課程使學生既要了解什么是基因工程，又要了解什么是它的理論基礎。寫這本書的目的是希望給讀者，尤其是想要了解此領域的大同行或小同行，提供一本較精煉的、基本概念清楚且有一定深度的分子生物學基礎及基因工程的讀本或教材。第2版在原版的基礎上做了較大的補充和修改，并以分子生物學基礎分冊和基因工程分冊的形式出版。    在分子生物學基礎分冊中，加強了對基因工程的分子生物學基礎內容的介紹。對于原核和真核基因在復制、轉錄、翻譯等水平的表達調控機制進行了較為系統的介紹，并對其在基因工程操作中的意義做了必要的提示。對蛋白質的折疊和錯誤折疊機制過程加以較精煉的介紹，還對蛋白質的剪接、蛋白質的結構及其測定方法，特別是對蛋白質溶液構象在研究蛋白質結構與功能中的應用，以及在基因工程中對蛋白質產物分析的意義進行了介紹。在上述基礎上，對基因表達調控的其他方面，如轉錄衰減作用與基因表達調控、信號轉導與基因表達調控以及RNA干涉的分子機制與基因沉默等方面作了概述。

作者簡介

靜國忠（Jing Guozhong），河北玉田人。畢業(yè)于北京大學，師從崔之蘭先生。中國科學院生物物理研究所生物大分子國家重點實驗室資深研究員，中國科學院研究生院客座教授。研究工作涉及領域：基因表達調控，蛋白質及新生肽鏈折疊，蛋白質結構功能的研究。

書籍目錄

1　遺傳信息的傳遞和分子生物學的中心法則  1.1　DNA是遺傳信息的主要載體  1.2　RNA是某些噬菌體和病毒的遺傳信息載體  1.3　RNA反轉錄酶的發(fā)現改變了對遺傳信息單向傳遞的認識  1.4　在高等生物中RNA作為信息的載體可從親代傳給子代  1.5  多肽鏈如何折疊成為功能蛋白質仍然是一個沒有解決的問題2　DNA的復制  2.1　DNA結構的特征  2.2　DNA復制的一般特點  2.3　原核細胞DNA的復制機器  2.4　真核細胞DNA的復制機器  2.5　DNA重組3　原核、真核生物染色體結構和基因結構的特征  3.1　原核生物染色體結構  3.2　原核生物基因結構特征  3.3　真核生物染色體結構  3.4　真核生物基因結構特征  3.5　真核基因組中DNA序列復雜性分析4　RNA的轉錄和轉錄后的加工  4.1　RNA合成的基本特征  4.2　與原核生物基因轉錄相關的序列  4.3　原核生物基因轉錄起始及調控  4.4　原核生物基因轉錄的延伸和終止  4.5　真核生物基因轉錄起始及調控  4.6　真核生物基因轉錄的延伸和終止  4.7　在真核細胞中mRNA轉錄后加工  4.8　RNA編輯  4.9　mRNA功能的質量控制和mRNA轉運  4.10　反轉錄和反轉錄酶5　翻譯及翻譯過程中的調控  5.1　遺傳密碼  5.2　參與蛋白質生物合成的生物大分子及其功能  5.3　蛋白質生物合成的過程  5.4　翻譯效率的調控  5.5　硒代半胱氨酸：是否是蛋白質中的第21個氨基酸　5.6　蛋白質翻譯后的修飾和加工6　蛋白質的折疊和錯誤折疊　6.1　一個蛋白質的氨基酸序列決定其三維空間結構，即氨基酸序列為蛋白質的結構編碼  6.2　分子伴侶和折疊酶  6.3　蛋白質質量控制，蛋白質錯誤折疊和折疊病7　蛋白質的剪接  7.1　蛋白質剪接的發(fā)現  7.2　蛋白質剪接的機制  7.3　蛋白質剪接的應用8　蛋白質的結構及其測定方法概述  8.1　蛋白質分子的一、二、三、四級結構  8.2　蛋白質各級結構的測定9　基因表達調控的其他方面  9.1　轉錄衰減作用與基因表達調控  9.2　信號轉導與基因表達調控  9.3　RNA干涉與基因沉默參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1  遺傳信息的傳遞和分子生物學的中心法則　　基因工程（genetic engineering）或稱重組DNA技術（recombinant DNA technology）是20世紀70年代發(fā)展起來的一門全新的學科，是分子生物學研究理論和實踐的結晶。因此，系統地掌握分子生物學的基本原理，特別是基因表達及其調控的分子機制，對于學習、領會和貫通基因工程學是十分重要的，是一個知其然也知其所以然的必經之路?！　?．1  DNA是遺傳信息的主要載體　　在生物進化的長河中，絕大多數生物選擇了將DNA作為它們的遺傳信息載體。絕大多數生物的基因組DNA為雙鏈，而一些病毒（如細菌噬菌體Xl74，Ml3）則以單鏈DNA作為其基因組。在后面的章節(jié)中我們會看到，無論是（+）單鏈DNA（ss DNA（+）），還是（一）單鏈DNA（ss DNA（一）），其復制的中間體（復制型）都是雙鏈DNA。值得指出的是，人們對什么是遺傳物質的認識經歷了從蛋白質到DNA的認識過程。如果從Friedrich Miescher在1869年發(fā)現DNA算起，到DNA最終被證明為遺傳物質為止，用了80多年的時間。DNA之所以能成為生物體遺傳信息的載體，是由其獨特的結構特性所決定的。正是這些獨特的結構特性使得DNA分子能夠更穩(wěn)定地儲存遺傳信息，精確地傳遞遺傳信息，通過突變、遺傳和自然選擇使生物體得以進化。與其說生物體選擇了DNA作為其遺傳信息載體，不如說是生物體的進化造就了DNA。　　……

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