Fundamental Molecular Biology
作者：Lizabeth A. Allison
出版：Blackwell Publishing Ltd
索书号：Q7/A438/2008/Y
ISBN: 978-7-04-025057-2
藏书地点：武大外教中心
分子生物学（molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系（中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。
生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。
分子生物学的成就说明，生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。
分子生物学作为现代科学的一门综合科学，其意义不止体现在纯粹的科学价值上；更为重要的是它的发展关系到人类自身的方方面面。分子生物学又可以细致的划分为大分子生物与电子生物学两种。关于在刑侦方面的应用以及包括但不限于亲自鉴定、及婴儿男女鉴定方面的内容，大体为大分子分子内容的实际用途。而电子生物生物学则是从比大分子更细致的小分子及原子角度来解释生命的基本要素和构成，有着更多未解的谜题和更为广阔的科学前景。
转基因食品也是人们越来越关注的话题，转基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。可增加作物单位面积产量；可以降低生产成本；通过转基因技术可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力；提高农产品的耐贮性，延长保鲜期，满足人民生活水平日益提高的需求；可使农作物开发的时间大为缩短；可以摆脱季节、气候的影响，四季低成本供应；打破物种界限，不断培植新物种，生产出有利于人类健康的食品。
另外，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。
此外，从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展，分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。
《基础分子生物学》一书于2008年由Blackwell Publishing Ltd出版，作者是Lizabeth A. Allison。《基础分子生物学》一书为国外生物学优秀教科书之一，本书现已于2012年更新到第二版，该书为第一版本，为影印版。本书共分为17个章节，内容囊括了分子生物学的起源、DNA结构、蛋白质功能与应用、转录后调控、转基因动物等内容，以及一些重要且常用的分子生物学方法。整本书行文逻辑缜密清晰，知识体系磅礴系统，举例得当，每个章节针对重要内容进行了拓展延伸，既注重知识的介绍又考虑知识的应用，对于想深入了解分子生物学基本知识的生物学研究生来说，很值得一读。
现代分子生物学研究的快速步伐由求知欲和医学、农业和工业方面的重大挑战驱动。在生物学中，没有任何一门学科像分子生物学现在这样迅猛地发展和普及。公众对人类基因组计划和基因工程非常感兴趣，部分原因是对我们自己的基因如何影响我们生活的着迷。由于发现的速度如此之快，很难找到适合分子生物学课程的、最新的教科书。该领域的其他教科书分为两类：要么太高级、太全面、太详细，材料足够讲满一年或更长时间的课程。要么太基础、太肤浅，在方法上缺乏实验性。《基础分子生物学》一书旨在填补这一市场空白，目的是在涵盖分子生物学基本知识的同时，将文本保持在易于管理的大小。
总的说来，《基础分子生物学》一书讲解深入浅出，详略得当，专业性强，应用性强，为想要了解生物学基础知识及研究方法的人员提供了清晰的导读路径，构建了系统的知识脉络，是一本值得推荐的分子生物学领域的优秀教材。
本书目录：
前言
1分子生物学的起源
1.1 介绍
1.2 历史角度
圆而皱的豌豆的遗传洞察：孟德尔遗传学观点
遗传物质本质的洞察：转化的原理是DNA
方法上的创造性导致了一种基因一种酶假说
技术进步的重要性：赫尔希-蔡斯(Hershey-Chase)的实验
DNA的结构模型：DNA双螺旋结构
章节总结
分析问题
进一步阅读建议
2 DNA的结构
2.1 介绍
一级结构：核酸成分五碳糖
含氮碱基
磷酸官能团
核苷和核苷酸
2.3 5′和3′的显著性
2.4 核苷酸的命名
2.5 RNA和DNA的长度
2.6 DNA的二级结构碱基之间形成氢键
DNA双螺旋结构提供了化学稳定性
沃森-克里克DNA双螺旋结构
区分可选择的双螺旋结构的特征
DNA可以进行可逆的链分离
2.7 DNA二级结构异常
滑落结构
十字形结构
三重螺旋DNA
疾病框2.2拓扑异构酶靶向抗癌药物
章节总结
分析问题
进一步阅读的建议
3 基因组组织：从核苷酸到染色质
3.1 介绍
3.2 真核基因组
染色质结构：历史视角组蛋白
核小体
串珠：10nm纤维
30 nm纤维
环域
中期染色体
选择性染色质结构
3.3 细菌基因组
3.4 质粒
3.5 噬菌体和哺乳动物DNA病毒
噬菌体
哺乳动物的DNA病毒
3.6 细胞器基因组：叶绿体和线粒体DNA (mtDNA)
叶绿体DNA (cpDNA)
线粒体DNA (mtDNA)
疾病框3.1线粒体DNA与疾病
3.7 RNA-based基因组
真核核RNA病毒
逆转录酶病毒
类病毒
其他亚病毒病原体
疾病框3.2禽流感
章节总结
分析问题
进一步阅读的建议
4 RNA的多功能性
4.1 介绍
4.2 RNA的二级结构
RNA的二级结构基序
碱基配对RNA采用a型双螺旋
RNA螺旋通常包含非标准碱基对
4.3 RNA的三级结构
tRNA结构：RNA结构基序的重要观点
4.4 RNA折叠动力学
4.5 RNA参与了广泛的细胞过程
4.6历史视角：RNA催化
四膜虫组I内含子核酶的发现
核糖核酸酶P
聚焦框4.1：RNA世界
4.7 核酶催化多种化学反应
核酶作用方式
大核酶
小核酶
章节总结
分析问题
进一步阅读的建议
5 从基因到蛋白质
5.1 介绍
5.2 中心法则
5.3 遗传密码
遗传密码的翻译
第21和22个基因编码的氨基酸
修饰核苷酸在解码中的作用
密码子偏倚对分子生物学家的影响
5.4 蛋白质结构
一级结构
二级构造
三级构造
四级构造
蛋白质的大小和复杂性
蛋白质含有多个功能域
蛋白质结构预测
5.5 蛋白质功能
酶是生物催化剂
翻译后修饰对蛋白质活性的调节
蛋白活性的变构调节
周期蛋白依赖性激酶的激活
高分子组合
5.6 蛋白质折叠和错误折叠
分子伴侣
泛素介导的蛋白质
降解蛋白质
错误折叠导致的疾病
疾病框5.1阮病毒
章节总结
分析问题
进一步阅读的建议
6 DNA复制和端粒维持
6.1 介绍
6.2 历史的角度
DNA复制模式：Meselson-Stahl实验
DNA复制模式：细菌DNA复制的可视化
6.3 DNA从5'→3'合成
6.4 DNA聚合酶是催化DNA合成的酶
6.5 DNA的半不连续复制
前导链的合成是连续的
滞后链的合成是不连续的
6.6 真核细胞中核DNA的复制
复制工厂
复制起点组蛋白的去除
复制起源处形成预复制复合体
复制许可：每个细胞周期DNA只复制一次
在复制叉的双解旋
前导链和后链DNA合成的RNA引物
聚合酶转换
引导链和滞后链的伸长
校对
新生DNA链的成熟
终止
组蛋白沉积
聚焦框6.2 DNA复制相关基因的命名
疾病框6.1系统性红斑狼疮与PCNA
6.7 细胞器DNA的复制
mtDNA复制模型
cpDNA复制
疾病框6.2 RNase MRP与软骨毛发育不全
6.8 滚动圆复制器
6.9 端粒维持：端粒酶在DNA复制、衰老和癌症端粒中的作用
端粒酶
末端复制问题的解决
端粒酶维持端粒
端粒维持的其他模式
端粒酶活性的调节
端粒酶、老化和癌症
疾病框6.3先天性角化障碍：端粒酶功能丧失
章节总结
分析问题
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7 DNA修复与重组
7.1 介绍
7.2 突变类型及其表型后果
转换和颠换可以导致沉默、错误或无意义的突变
插入或删除可以导致移码突变
三核苷酸重复序列的扩大导致遗传不稳定
7.3 DNA损伤的一般分类
单碱基改变
结构畸变
DNA骨架受损
细胞反应到DNA损伤
7.4 旁路损害
7.5 DNA损伤的直接逆转
7.6 单碱基修复及通过DNA损伤修复进行结构扭转
碱基切除修复
错配修复
核苷酸切除修复
疾病框7.1遗传性非息肉病结直肠癌：错配修复的缺陷
7.7 DNA损伤的双链断裂修复
同源重组
疾病框7.2着色性干皮病和相关疾病：核苷切除修复缺陷
疾病框7.3遗传性乳腺癌综合征：BRCA1和BRCA2的突变细胞
章节总结
分析问题
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8 重组DNA技术与分子克隆
8.1 介绍
8.2 历史的角度
噬菌体lambda (λ)黏着点
细菌限制和修改系统
第一次克隆实验
8.3 DNA的切割和连接
限制性内切酶的主要种类
限制性内切核酸酶命名法
ll型限制性内切酶的识别序列
DNA连接酶
聚焦框8.1 对重组DNA分子的恐惧
8.4分子克隆
载体DNA
载体的选择取决于插入大小和应用
质粒DNA作为载体
噬菌体lambda (λ)作为载体
人工染色体载体
用于克隆的DNA来源
聚焦框8.2 EcoRl：弯曲和切割DNA
工具框8.1液相色谱法
8.5 构建DNA文库
基因组文库
cDNA文库
8.6 探针
非同源探针
同源探针
工具框8.2互补DNA (cDNA)合成
工具框8.3聚合酶链反应(PCR)
工具框8.4放射性和非放射性标记方法
工具框8.5核酸标记
8.7 库筛文库
转移菌落到DNA结合膜
菌落杂交克隆
阳性菌落检测
8.8 表达文库
8.9 限制映射
8.10 限制性片段长度多态性(RFLP)
RFLPs可以作为遗传疾病的标志物
工具框8.6电泳
工具框8.7 Southern blot
疾病框8.1 糖浆尿病PCR-RFLP检测
8.11 DNA测序
桑格的人工DNA测序“双脱氧法”DNA方法
自动化DNA测序
章节总结
分析问题
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9 基因表达分析工具
9.1 介绍
9.2 瞬时和稳定转染检测
9.3 报告基因
常用报告基因
基因调控分析
纯化和检测标签：融合蛋白
工具框9.1重组蛋白的生产
9.4 体外诱变
工具框9.2荧光、共聚焦和多光子显微镜
9.5 基因转录水平分析：RNA表达和定位
Northern blot
原位杂交
RNase酶保护试验(RPA)
逆转录(RT-PCR)
9.6 翻译水平分析：蛋白表达和定位
Western blot
原位分析
酶联免疫吸附试验(ELISA)
工具框9.3蛋白凝胶电泳
工具框9.4抗体生产
9.7反义技术
反义寡核苷酸
RNA干扰(RNAi)
9.8 DNA-蛋白相互作用分析
电泳迁移试验(EMSA)
DNA酶I足迹
染色质免疫沉淀(ChIP)分析
疾病框9.1 RNAi治疗
9.9 蛋白-蛋白相互作用分析
Pull-down下拉分析
酵母双杂交分析
共定位分析
荧光共振能量转移(FRET)
9.10 蛋白质结构分析
x射线晶体学
核磁共振波谱(NMR)
低温电子显微镜
原子力显微镜(AFM)
9.11 模式生物
酵母菌:酿酒酵母和裂糖酵母菌
线虫：隐杆线虫
飞虫：果蝇
鱼：斑马鱼
植物：拟南芥
鼠：小鼠
蛙类：爪蟾和热带爪蟾
章节总结
分析问题
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10 原核生物的转录
10.1 介绍
10.2 在细菌中，转录和翻译是偶联的
10.3 转录机制
细菌启动子结构
细菌RNA聚合酶的结构
转录阶段
校对
围绕大肠杆菌染色体的转录方向
聚焦框10.1是RNA聚合酶还是DNA在移动?
10.4 历史视角：基因调控的操纵子模型
操纵子模型导致了mRNA的发现
乳酸阻遏物的特性
10.5 乳糖(lac)操纵子调节剂
乳糖操纵子诱导
lac操纵子的基础转录
Rho对lac操纵子的调控
lac启动子和lacZ结构基因在分子生物学研究中得到广泛应用
10.6 转录调控因子的作用模式
蛋白质与DNA模拟的协同结合
变构修饰和DNA结合
DNA环
10.7 RNA控制基因表达
RNA的差异折叠：色氨酸操纵子的转录衰减
核糖开关
核糖开关的核酶
章节总结
分析问题
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11 真核生物的转录
11.1 介绍
11.2 转录调控因子概述
11.3 蛋白编码基因调控元件
启动子元件的结构与功能
远程调节元件的结构和功能
聚焦框11.1位置效应和长期调控要素
疾病框11.1西班牙地中海贫血和DNase I超敏位点
聚焦框11.2有核矩阵吗?
聚焦框11.3染色体区域和转录工厂
11.4 通用(基本) 转录机制
一般转录机制的组成部分
RNA聚合酶II的结构
一般转录因子和介导的起始前复合物的形成
Mediator：一个分子桥
11.5 转录因子
转录因子介导基因特异性的转录激活或抑制
转录因子是模块化蛋白质
DNA结合域基序
反式激活域
二聚作用域
聚焦框11.4 同源框和同源域
疾病框11.2 Greig并指综合征与Sonic hedgehog信号
疾病框11.3 Rubinstein-Taybi综合征中组蛋白乙酰转移酶的缺陷
11.6 转录辅激活子和辅抑制子
染色质修饰复合物
链接器组蛋白变体
染色质重塑复合物
聚焦框11.5是否有组蛋白编码?
11.7 转录复合物组装：增强体模式与“hit and run”模式的对比
调节转录的各种蛋白质的募集顺序
增强子模型
hit and run模型
模型的综合
11.8 RNA聚合酶Il转录机制
启动子清除
延伸：RNA聚合
校对和回溯
通过核小体屏障的转录延伸
疾病盒11.4延长体缺陷和家族性自主神经异常
11.9 蛋白质的核进出
核运转蛋白
核输出序列
核运进序列
核运进途径
核出口途径
聚焦框11.6核孔复合物
聚焦框11.7首个核定位序列特征
11.10 调控的核输入和信号转导途径
NF-KB核进口调控
糖皮质激素受体的核输入调节
章节总结
分析问题
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12 表观遗传学与单等位基因表达
12.1 介绍
12.2 表观遗传标记
基因沉默胞嘧啶DNA甲基化标记
组蛋白修饰稳定维持
疾病框12.1癌症和表观遗传学
12.3 基因组印记
建立和维护印记
单等位基因表达的机制
基因组印迹对植物的正常发育至关重要
基因组印记的起源
疾病箱12.2脆性X智力迟钝和DNA甲基化异常
疾病框12.3基因组印记和神经发育障碍
12.4 X染色体失活
哺乳动物X染色体随机失活
X染色体失活稳定维持的分子机制
所有X连锁基因是否都有单等位基因表达?
12.5 转座因子的表型结果
历史视角：芭芭拉·麦克林托克发现玉米中可移动遗传元素
DNA转座子具有广泛的寄主范围
DNA转座子通过“剪切和粘贴”机制移动
反转录转座子通过“复制和粘贴”机制移动
哺乳动物基因组中一些LTR反转录转座子是活跃的
非LTR反转录转座子包括LINEs和SINEs
工具框12.1转座子标签
疾病框12.4跳跃基因与人类疾病
12.6 转座元件的表观遗传控制
转座元件的甲基化
RNAi介导的异染色质形成和RNA导向的DNA甲基化
12.7 等位排斥
酵母交配类型转换和沉默
锥虫中的抗原转换
V(D)J重组与适应性免疫应答
疾病框12.5锥虫病：人类“昏睡病”
聚焦框12.1 V(D)J系统是从转座子进化而来的吗?
章节总结
分析问题
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13 RNA加工和转录后基因调控
13.1介绍
13.2 RNA剪接：历史视角和概述
13.3 l组和Il组自剪接内含子enpiano AMRi -NosonumAI
I组内含子需要一个外部的G辅因子进行剪接
Il组内含子需要一个内部凸起的A进行剪接
组 I 和II内含子
聚焦框13.1内含子编码的小核仁RNA和“由内到外”基因
13.4 Archael和核转移RNA内含子
Archael内含子由核糖核酸内切酶剪接
一些细胞核tRNA基因包含一个内含子
13.5 核前mRNA的共转录加工
5'-7-甲基鸟苷帽的添加
终止和聚腺苷酸化
剪接
疾病框13.1眼咽部肌营养不良：polylA结合蛋白基因中的三核苷酸重复扩增
疾病框13.3 Prp8基因突变导致视网膜色素变性
13.6 可变剪接
选择性剪接对基因表达的影响
可变剪接的调控
聚焦框13.2 DSCAM基因：极端可变剪接
13.7 跨拼接
II组反式剪接
剪接领导者trans-splicing
tRNA trans-spling
聚焦框13.4肌萎缩侧索硬化症：RNA编辑缺陷
13.8 RNA编辑
锥虫体中的RNA编辑
哺乳动物的RNA编辑
疾病框13.4 肌萎缩侧索硬化症：RNA编辑缺陷?
13.9 小核仁RNA引导下的碱基修饰
13.10 microRNA6转录后基因调控
历史视角：秀丽隐杆线虫
miRNA的发现
miRNAs靶向mRNA降解和翻译抑制
13.11 RNA在细胞核和细胞质中的翻转
核外泌体和质量控制
质量控制和核出口能力
RNA的形成与细胞质RNA的转换
章节总结
分析问题
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14 翻译机制
14.1 介绍
14.2 核糖体的结构和组装
核糖体的结构
核仁
核糖体生成
聚焦框14.1什么是“S”?
14.3 氨酰tRNA合成酶
氨酰tRNA装载
氨基酰基- tRNA合成酶的校对活性
14.4 翻译的启动
三元复合物的形成及装载到40S核糖体亚基上
将mRNA加载到40S核糖体亚基上
扫描与AUG识别
核糖体的40S和60S亚基的连接
工具框14.1翻译脚印分析试剂盒
疾病框14.1真核起始因子2B和消失的白质
14.5 延伸
破译
肽键的形成和转位
肽基转移酶活性
核糖体通路事件
14.6 终止
14.7 翻译与翻译后调控
elF2α的磷酸化阻断了三元复合物的形成
磷酸化由四种不同蛋白激酶介导
章节总结
分析问题
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15 转基因生物：用于基础和应用研究
15.1 介绍
15.2 转基因小鼠
如何制造转基因老鼠
诱导转基因小鼠
聚焦框15.1 Oncomouse专利
15.3 基因打靶小鼠模型
敲除小鼠
敲入小鼠
敲降小鼠
条件敲除和敲入小鼠
聚焦框15.2小鼠满足一切需要
15.4 转基因动物技术的其他应用
转基因灵长类动物
转基因家畜
基因嫁接
聚焦框15.3 转基因艺术品：绿色荧光兔
15.5 核转移克隆
体细胞核的遗传等效性：青蛙克隆实验
用核移植克隆哺乳动物
“年度突破”:克隆多莉
"用核移植克隆的方法
无性系mtDNA的来源
为什么通过核移植进行克隆是低效的?
核转移克隆技术在烟草生产中的应用
聚焦框15.4经过基因改造的宠物
15.6 转基因植物
T-DNA-介导基因传递
电穿孔和微弹道学
聚焦框15.5转基因作物：你吃转基因番茄吗?
章节总结
分析问题
进一步阅读建议
16 基因组分析：DNA分型、基因组学及其他
16.1 介绍
16.2 DNA分型
DNA多态性：DNA分型的基础
Minisatellite分析
基于聚合酶链反应的分析
短串联重复分析
线粒体DNA分析
Y染色体分析
随机扩增多态性DNA (RAPD)分析
聚焦框16.1大麻的DNA图谱
聚焦框16.2非人类DNA分型
16.3 基因组学及其他
什么是生物信息学?
基因组学
蛋白质组学
“组学”时代
16.4 人类基因组计划
通过克隆基因组组装方法克隆
全基因组鸟枪法
粗略的草稿和完成的序列
16.5 其他测序基因组
e基因是什么?人类基因组中有多少个基因组?
聚焦框16.3基因组的比较分析：来自河豚和鸡的见解
16.6 基因功能高通量分析
DNA微阵列
蛋白质阵列
质谱分析
16.7 单核苷酸多态性
聚焦框 16.4核仁蛋白组
疾病框16.1绘制疾病相关SNP：阿尔茨海默病图谱
章节总结
分析问题
进一步阅读建议
17 医学分子生物学
17.1 介绍
17.2 癌症的分子生物学
癌基因的激活
肿瘤抑制基因的失活
microRNA在癌症中的不恰当表达
染色体重排与癌症(如癌症)
病毒和癌症
化学致癌作用
聚焦框17.1癌症细胞如何转移：Src的作用
疾病框17.1克努森双命中假说和视网膜母细胞瘤
疾病框17.2癌症基因治疗：“魔术子弹?”
聚焦框17.2 p53的发现
疾病框17.3人乳头瘤病毒(HPV)和宫颈癌
17.3 基因治疗
体细胞基因治疗
增强基因工程载体
遗传性免疫缺陷综合征的基因治疗
囊性纤维化基因治疗
埃里克HIV - 1基因治疗
聚焦框17.3逆转录病毒介导的基因转移：如何制造“安全的载体”
聚焦框17.4第一例基因治疗死亡病例
聚焦框17.5 HIV-1生命周期
17.4 基因和人类行为
好斗、冲动和暴力行为
精神分裂症的易感位点
章节总结
分析问题
进一步阅读建议
词汇表
索引
邹娟 武大生科院 博士研究生