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分子生物學 第4版 版權信息
- ISBN:9787030644244
- 條形碼:9787030644244 ; 978-7-03-064424-4
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
分子生物學 第4版 內容簡介
“精要速覽系列”(InstantNotesSeries)叢書是國外教材“Bestseller”榜的上榜教材。該系列叢書結構新穎,視角獨*;重點突出,脈絡分明;圖表清晰,英文自然易懂,被國內許多所重點院校選作雙語教材。 分子生物學第四版是在第三版的基破上修訂而成的。《分子生物學=Molecular Biology:第四版》共分19章,分別是:信息大分子,核酸的性質,原核與真核生物的染色體結構,DNA復制,DNA損傷、修復與重組,原核生物的轉錄,原核生物的轉錄調控,真核生物的轉錄,真核生物的轉錄調控,RNA加工與核糖核蛋白復合體,遺傳密碼與tRNA,蛋白質合成,噬菌體與真核生物病毒,細胞周期與癌癥,基因操作技術,克隆載體,基因文庫與篩選,克隆DNA的分析與應用,功能基因組學及其新技術。
分子生物學 第4版 目錄
第四版前言
縮略詞
A 信息大分子 1
A1 信息加工與分子生物學 1
A2 核酸結構與功能 1
A3 蛋白質結構與功能 2
A4 大分子組裝 4
A5 蛋白質分析方法 4
B 核酸的性質 38
B1 核酸的理化特性 38
B2 核酸的光譜學和熱力學特性 38
B3 DNA超螺旋 39
C 原核與真核生物的染色體結構 52
C1 原核生物的染色體結構 52
C2 染色質結構 52
C3 真核生物的染色體結構 53
C4 基因組復雜度 54
D DNA復制 75
D1 DNA復制概述 75
D2 細菌的DNA復制 75
D3 真核生物的DNA復制 76
E DNA損傷、修復與重組 91
E1 DNA損傷 91
E2 誘變 91
E3 DNA修復 92
E4 重組與易位 93
F 原核生物的轉錄 112
F1 轉錄的基本原理 112
F2 大腸桿菌RNA聚合酶 112
F3 大腸桿菌σ70啟動子 113
F4 轉錄的起始、延伸與終止 113
G 原核生物的轉錄調控 129
G1 乳糖操縱子 129
G2 色氨酸操縱子 129
G3 不同σ因子和非編碼RNA對轉錄的調控 130
H 真核生物的轉錄 145
H1 三種RNA聚合酶:特性及其功能 145
H2 RNA聚合酶Ⅰ基因:核糖體重復 145
H3 RNA聚合酶Ⅲ基因:5S基因與tRNA基因的轉錄 146
H4 RNA聚合酶Ⅱ基因:啟動子與增強子 147
H5 通用轉錄因子與RNA聚合酶Ⅱ的起始 148
I 真核生物的轉錄調控 167
I1 真核生物的轉錄因子 167
I2 轉錄調控案例 168
J RNA加工與核糖核蛋白復合體 183
J1 rRNA加工與核糖體 183
J2 tRNA及其他小RNA的加工 184
J3 mRNA加工、hnRNP和snRNP 185
J4 可變mRNA加工 186
K 遺傳密碼與tRNA 209
K1 遺傳密碼 209
K2 tRNA結構與功能 210
L 蛋白質合成 223
L1 蛋白質合成概述 223
L2 蛋白質合成機制 223
L3 真核生物蛋白質合成的起始 224
L4 翻譯調控與翻譯后加工 225
M 噬菌體與真核生物病毒 249
M1 病毒簡介 249
M2 噬菌體 249
M3 DNA病毒 250
M4 RNA病毒 250
N 細胞周期與癌癥 268
N1 細胞周期 268
N2 癌基因 269
N3 腫瘤抑制基因 269
N4 凋亡 270
O 基因操作技術 289
O1 DNA克隆概述 289
O2 質粒DNA的制備 289
O3 限制性酶與電泳 290
O4 連接、轉化與重組子分析 290
P 克隆載體 313
P1 質粒載體的設計 313
P2 噬菌體載體、黏粒、YAC及BAC 313
P3 真核生物載體 314
Q 基因文庫與篩選 334
Q1 基因組文庫 334
Q2 cDNA文庫 334
Q3 篩選流程 335
R 克隆DNA的分析與應用 346
R1 克隆的鑒定 346
R2 核酸測序 346
R3 聚合酶鏈反應 347
R4 克隆基因的分析 348
R5 克隆基因的誘變 349
S 功能基因組學及其新技術 374
S1 組學概述 374
S2 基因表達的整體分析 374
S3 蛋白質組學 375
S4 細胞與分子成像 376
S5 基因轉移與干細胞技術 377
S6 生物信息學 377
S7 系統與合成生物學 378
進一步閱讀文獻 419
Contents
Preface to the fourth edition
Section A – Informational macromolecules
A1 Information processing and molecular biology 6
A2 Nucleic acid structure and function 9
A3 Protein structure and function 17
A4 Macromolecular assemblies 27
A5 Analysis of proteins 31
Section B – Properties of nucleic acids
B1 Chemical and physical properties of nucleic acids 40
B2 Spectroscopic and thermal properties of nucleic acids 44
B3 DNA supercoiling 47
Section C – Prokaryotic and eukaryotic chromosome structure
C1 Prokaryotic chromosome structure 56
C2 Chromatin structure 59
C3 Eukaryotic chromosome structure 64
C4 Genome complexity 70
Section D – DNA replication
D1 DNA replication: an overview 77
D2 Bacterial DNA replication 82
D3 Eukaryotic DNA replication 87
Section E – DNA damage, repair, and recombination
E1 DNA damage 94
E2 Mutagenesis 98
E3 DNA repair 102
E4 Recombination and transposition 107
Section F – Transcription in bacteria
F1 Basic principles of transcription 115
F2 Escherichia coli RNA polymerase 118
F3 The E. coli δ70 promoter 121
F4 Transcription initiation, elongation, and termination 124
Section G – Regulation of transcription in bacteria
G1 The lac operon 132
G2 The trp operon 136
G3 Transcriptional regulation by alternative δ factors and RNA 141
Section H – Transcription in eukaryotes
H1 The three RNA polymerases: characterization and function 149
H2 RNA Pol I genes: the ribosomal repeat 152
H3 RNA Pol III genes: 5S and tRNA transcription 156
H4 RNA Pol II genes: promoters and enhancers 160
H5 General transcription factors and RNA Pol II initiation 163
Section I – Regulation of transcription in eukaryotes
I1 Eukaryotic transcription factors 170
I2 Examples of transcriptional regulation 177
Section J – RNA processing and RNPs
J1 rRNA processing and ribosomes 187
J2 tRNA and other small RNA processing 193
J3 mRNA processing, hnRNPs, and snRNPs 197
J4 Alternative mRNA processing 204
Section K – The genetic code and tRNA
K1 The genetic code 211
K2 tRNA structure and function 216
Section L – Protein synthesis
L1 Aspects of protein synthesis 227
L2 Mechanism of protein synthesis 231
L3 Initiation in eukaryotes 238
L4 Translational control and post-translational events 243
Section M – Bacteriophages and eukaryotic viruses
M1 Introduction to viruses 252
M2 Bacteriophages 255
M3 DNA viruses 260
M4 RNA viruses 264
Section N – Cell cycle and cancer
N1 The cell cycle 271
N2 Oncogenes 276
N3 Tumor suppressor genes 281
N4 Apoptosis 285
Section O – Gene manipulation
O1 DNA cloning: an overview 292
O2 Preparation of plasmid DNA 297
O3 Restriction enzymes and electrophoresis 301
O4 Ligation, transformation, and analysis of recombinants 306
Section P – Cloning vectors
P1 Design of plasmid vectors 316
P2 Bacteriophages, cosmids, YACs, and BACs 321
P3 Eukaryotic vectors 329
Section Q – Gene libraries and screening
Q1 Genomic libraries 336
Q2 cDNA libraries 339
Q3 Screening procedures 343
Section R – Analysis and uses of cloned DNA
R1 Characterization of clones 350
分子生物學 第4版 節選
A 信息大分子 A1 信息加工與分子生物學 要點 中心法則 中心法則的*初觀念是從DNA轉錄成RNA,再翻譯成蛋白質,其中轉錄與翻譯是分別進行的。雖然有很多例子與其有相矛盾的地方,但它基本上是正確的。反轉錄病毒能將RNA反轉錄為DNA,很多病毒能直接以RNA為模板復制RNA,而一些RNA在合成后能進一步被編輯,以致它們的*終序列不直接由DNA序列所決定。 重組DNA技術 對微生物、動物及植物的基因組進行測序和操作的能力大大提升了我們對細胞生物學的理解。在此基礎上,導入外源DNA的轉基因技術已廣泛地應用在醫藥、農業和工業等領域。合成新型的基因組的能力必將促進這些領域的進步。 相關主題 核酸結構與功能(A2)真核生物的轉錄(H) 蛋白質結構與功能(A3)遺傳密碼與tRNA(K) 原核生物的轉錄(F) 蛋白質合成(L) A2 核酸結構與功能 要點 堿基 DNA含有4種雜環堿基:嘌呤類有腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G),嘧啶類有胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T);而在RNA中尿嘧啶(U)替代了結構非常相似的胸腺嘧啶。 核苷 核苷由堿基共價結合于戊糖分子的1′位而構成。RNA中的戊糖為核糖(ribose),構成核糖核苷(ribonucleotide,簡稱核苷);而在DNA中戊糖為2′-脫氧核糖(2′-deoxyribose),形成2′-脫氧核糖核苷(2′-deoxyribonucleotide,簡稱脫氧核苷)。堿基+糖分子=核苷。 核苷酸 核苷酸由一個或多個磷酸基團共價結合在核苷的3′位、5′位或2′位(在核糖核苷中)而形成,即堿基+糖分子+磷酸分子=核苷酸。RNA和DNA分別由相應的5′-三磷酸核苷,即5′-三磷酸核糖核苷(NTP)或5′-三磷酸脫氧核糖核苷(dNTP)構成。 磷酸二酯鍵 核酸鏈中,核糖或脫氧核糖的5′位與相鄰的另一個戊糖的3′位間由磷酸介導形成3′,5′-磷酸二酯鍵。因此,核酸由具有方向性的戊糖-磷酸骨架及與戊糖分子1′位相連的堿基構成,其重復單位是單個核苷酸。由于磷酸分子帶負電荷,核酸成為具有強負電性的多聚大分子。 DNA/RNA序列 核酸序列通常在DNA中是指堿基A、C、G、T的排列順序,而在RNA鏈中則是指A、U、C、G的排列順序。習慣上從分子游離的5′端寫至3′端,如5′-ATAAGCTC-3′(DNA)或5′-AUAGCUUGA-3′(RNA)。 DNA雙螺旋 DNA分子通常以雙螺旋形式存在。兩條獨立的反向平行的單鏈?DNA分子以右手螺旋方式相互纏繞,戊糖-磷酸骨架在外,堿基在內。堿基靠氫鍵相互配對并堆積在一起。腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對,而鳥嘌呤(G)則與胞嘧啶(C)配對。兩條鏈是互補的,一條鏈可特異地決定另一條鏈的序列。 A型、B型及Z型螺旋 雖然沃森與克里克所發現的標準的DNA雙螺旋(即B型)被認為是細胞中占優勢的DNA結構,但核酸也可以形成右手A型螺旋,體內的RNA鏈可采用這一形式;而左旋Z型螺旋只在特殊堿基序列處形成,這在細胞中也許并不是一個重要的構象。 RNA二級結構 大部分RNA分子以單鏈形式存在,可折疊成各種復雜構象,包括局部分子內堿基配對,以及由其他氫鍵相互作用而維系的構象。這樣的復雜性正反映出RNA在細胞中要承擔多種作用。 核酸的修飾 核酸的共價修飾在細胞中具有特定作用。對DNA而言,修飾通常僅局限于腺嘌呤和胞嘧啶的甲基化(methylation),而對RNA而言,其修飾范圍要大得多。 核酸的功能 DNA只是可以表達出來的遺傳信息的載體,而構象多變的RNA在遺傳信息的儲存、傳遞及加工的調控和機制方面發揮著各種各樣的結構與功能作用。 相關主題 核酸的理化特性(B1) DNA超螺旋(B3) 核酸的光譜學和熱力學特性(B2)原核與真核生物的染色體結構(C) A3 蛋白質結構與功能 要點 氨基酸結構 蛋白質中已發現的20種常見氨基酸都有一個與質子、氨基、羧基相連的手性α碳原子和具有不同理化特性的側鏈。這些側鏈可以是堿性的(帶正電荷)、酸性的(帶負電荷)、疏水性的(帶脂肪族或芳香族基團)或是其他特定基團,如羥基、氨基或巰基。氨基酸在溶液中表現為兩性離子。除去兩種明顯特例外,蛋白質中的稀有氨基酸通過翻譯后修飾生成。 蛋白質的大小與形狀 包括許多酶在內的球蛋白,在溶液中以緊湊的、近似球形的顆粒形狀發生反應。纖維蛋白有一個高軸比,往往具有結構重要性,如絲蛋白(fibroin)和角蛋白(keratin)。蛋白質大小可以為幾千到幾百萬道爾頓。一些蛋白質常與非蛋白性成分相結合,如脂類、糖或某些較小的輔因子。 一級結構 氨基酸在α-羧基與α-氨基間以肽鍵相連,形成的多肽序列有一個N端和一個C端。以這種方式相連的多肽序列通常有100~1500個氨基酸。 非共價相互作用 大量的弱相互作用維持著蛋白質的三維結構。電荷與電荷、電荷與偶極、偶極與偶極之間的相互作用構成了全部或部分帶電原子間的吸引力。氫鍵和疏水作用力也對維持蛋白質的三維結構起重要的作用。 二級結構 多肽可以折疊成一系列規則的結構,右手α螺旋每圈有3.6個氨基酸,通過肽鏈的N—H與相隔3個殘基的C==O基團間形成氫鍵,以穩定其整體結構。在肽鏈的不同部位,由形成的氫鍵來穩定平行與反平行的β折疊片層結構。 三級結構 二級結構的特定區域及其連接區可組合折疊成一個明晰的三級結構,結果是絕大多數親水性氨基酸暴露在外表面,而疏水性氨基酸則聚集在內部,通過非共價相互作用,有時是由二硫鍵來穩定其結構。變性往往導致二級結構和三級結構的喪失。 四級結構 許多蛋白質有多于一個的肽鏈亞基,如血紅蛋白有兩條α鏈和兩條β鏈。像微管這樣的巨大復合體是由單一肽鏈的四元復合體組成的。別構效應通常取決于亞基的相互作用。 輔基 某些蛋白質可與提供額外化學功能的非蛋白質分子(輔基,prosthetic group)相結合。輔基包括煙酰胺二核苷酸(NAD+)、血紅素及如Zn2+等金屬離子。 結構域、基序、家族與進化 結構域是在一個單一肽鏈中形成的半獨立的結構和功能單元。新的蛋白質可以通過結構域間的重新組合而產生。基序是蛋白質家族相關成員中的一級或二級結構元件的組合。蛋白質家族通過基因復制和隨后的新基因趨異進化而產生。 蛋白質的功能 蛋白質具有廣泛的功能:它們可以以酶、抗體、細胞內外的結構元件、受體、化學配體的轉運子、調節子或營養貯存體的形式起作用。 相關主題 大分子組裝(A4) 蛋白質合成(L) A4 大分子組裝 要點 大型的蛋白質復合體 蛋白質之間可以相互連接形成分子質量巨大的結構。真核生物細胞骨架就是由各種蛋白質復合體構成的,這些蛋白質復合體包括微管(由微管蛋白構成)、微絲、肌肉纖維(肌動蛋白和肌球蛋白)、纖毛和鞭毛。這些蛋白質復合體決定細胞及亞細胞器的形狀與運動。 結合蛋白 糖蛋白與蛋白多糖(mucoprotein)是以共價鍵與糖類相連的蛋白質結合體,通常位于細胞外表面及胞外間隙。脂蛋白常被用來在水環境中運送脂類分子。像這樣的混合大分子結合體提供了比其組分單獨存在時更多的功能。 核蛋白 細菌70S核糖體由一個50S大亞基和一個30S小亞基組成。前者含有23S和5S核糖體RNA(rRNA)分子及31種蛋白質,后者包含一個16S rRNA分子與21種蛋白質。真核生物的80S核糖體含有60S(28S rRNA、5.8S rRNA和5S rRNA)和40S(18S rRNA)兩個亞基。染色質含有DNA和堿性組蛋白。病毒也是一種核蛋白復合體。 膜 膜磷脂和鞘脂形成了極性基團在外部、烴鏈在內部的雙分子層。膜蛋白可能是外周蛋白或整合蛋白,并起著受體、酶、轉運蛋白或細胞相互作用介質的作用。 相關主題 蛋白質結構與功能(A3) rRNA加工與核糖體(J1) 染色質結構(C2) 噬菌體與真核生物病毒(M) A5 蛋白質分析方法 要點 重組蛋白質的制備 從生物細胞提取物中純化蛋白質通常效率低下且費力,因此現在通常將編碼蛋白質的基因插進表達載體,在合適的宿主細胞中來表達。將序列標簽加到重組蛋白質上來簡化蛋白質的純化與檢測,從而提高效率。用真核宿主-載體系統來表達可獲得正確的翻譯后修飾。 蛋白質測序 用特異的蛋白酶將多肽切割成較小的肽段后,可通過化學方法或質譜方法對肽段進行氨基酸序列測定。從特異性不同的蛋白酶切片段所產生重疊序列可以再現原蛋白質的全長序列。不過,從蛋白質編碼基因或互補DNA(cDNA)序列來預測蛋白質全序列要相對簡單得多。 生物物理方法 許多蛋白質可以被結晶,進而利用X射線衍射可以確定它們的三級結構。溶液中的低分子質量蛋白質可用多維核磁共振(multi-dimensional nuclear magnetic resonance)來確定其結構,特別是正常的12C和14N若被13C和15N取代后更易進行。還有許多其他技術可被用來研究蛋白質結構和相互作用。 分子質量的測定和質譜分析 通過SDS存在下的凝膠電泳能夠獲得蛋白質的大致分子質量。用電噴霧電離(electrospray ionization,ESI)質譜可以給出精確到0.01%以內的蛋白質分子質量。質譜也能檢測蛋白質的翻譯后修飾。 抗體應用 抗體是脊椎動物的免疫系統為了應對外來物質(抗原,如注射蛋白)入侵而產生的蛋白質。由于抗體對蛋白抗原有很高的結合親和力和特異性,因此已成為很有用的實驗室工具,借助于免疫熒光、免疫印跡及免疫共沉淀來對蛋白質進行檢測與分析。 功能分析 對于一個蛋白質進行功能分析包括對它進行分離純化,在體外分析其功能,以及在突變體中由于基因突變或缺失而使蛋白質功能缺失來研究該蛋白質的行為。有時也可以通過與已知蛋白質的序列和結構進行比較,來預測一個新蛋白質的功能。 相關主題 核酸結構與功能(A2)蛋白質組學(S3) 蛋白質結構與功能(A3) 生物信息學(S6) A1 Information orocessina and molecular biology Key Notes The ‘central dogma’ The central dogma is the original proposal that ‘DNA makes RNA makes protein,’ which happens via the processes of transcription and translation respectivel. This is broadly correct, although a number of examples are known that contradict parts of it. Retroviruses reverse transcribe RNA into DNA, other viruses can replicate RNA directly into an RNA copy, whereas some RNAs can be edited after synthesis so that the resulting sequence is not directly specified bythe DNA sequence. Recombinant DNA technology The ability to sequence and manipulate the genomes of microorganisms, animals, and pl
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