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《研究生創(chuàng)新教育系列叢書：醫(yī)學(xué)分子遺傳學(xué)（第4版）》于1990年作為遺傳學(xué)系列叢書的一部分出版。盡管系列叢書的多數(shù)未曾再版，但醫(yī)學(xué)分子遺傳學(xué)到現(xiàn)在已經(jīng)是第四版了。它不僅僅是一部遺傳學(xué)參考書，也被多個院校作為本科生與研究生教材，更新再版也成為一種義務(wù)。正是考慮到這一情況，《研究生創(chuàng)新教育系列叢書：醫(yī)學(xué)分子遺傳學(xué)（第4版）》依然把知識的完整性作為一個重要的考量；同時本書也力求反映遺傳學(xué)從經(jīng)典遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)到遺傳轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的變化軌跡與趨勢。本書也首次邀請海外學(xué)者參與編寫，力求反映世界遺傳學(xué)發(fā)展特點，希望可以使讀者一定程度了解國外遺傳學(xué)的發(fā)展。

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　陳金中，復(fù)旦大學(xué)副教授。1980-1985年就讀中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院，獲得臨床醫(yī)學(xué)學(xué)學(xué)士學(xué)位，1998-2001年就讀于華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院，獲遺傳學(xué)碩士學(xué)位。2001-2004年在復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位。2004年到復(fù)旦大學(xué)基因治療課題組工作，2006年任職副教授，2007年開始負責(zé)課題組日常研究工作，主要研究方向基因治療，功能基因組學(xué)。
　　
　　薛京倫，1960年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)生物系遺傳專業(yè)，畢業(yè)后在復(fù)旦大學(xué)遺傳研究所從事科研和教學(xué)工作。1979-1982年為美國RoswellPark腫瘤研究所訪問學(xué)者，1982年回國后一直從事醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究工作，現(xiàn)為復(fù)旦大學(xué)首席教授。從事醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)科研40余年。1987年起，一直致力于基因治療研究，系統(tǒng)開展了血友病B基因治療基礎(chǔ)和臨床試驗研究。獲得我國第一個衛(wèi)生部頒發(fā)的“”新生物制品人體觀察“”批件，在國際上首次對血友病B進行基因治療臨床試驗，成功地完成了4例血友病B患者的臨床基因治療，達到安全有效的預(yù)期目的，這是迄今為止我國首例系統(tǒng)、成功的遺傳病基因治療的范例；為了提高臨床療效，2003年對該病種基因治療的載體和基因做了進一步探索和改造，研發(fā)的《重組AAV－2/人凝血因子IX注射液》獲得國家藥品監(jiān)督管理局藥物臨床研究批件，使血友病B基因治療的臨床研究進入新的境界。2004年起任973項目“”基因治療的應(yīng)用基礎(chǔ)研究“”子課題（定點整合、原位修復(fù)技術(shù)及機理研究）組長；同時承擔“Rep定點整合的基因治療”、“Rep介導(dǎo)的定點整合應(yīng)用研究”等863計劃項目的研究。

　第一章生物大分子與中心法則
　　第二節(jié)DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制
　　一、DNA的結(jié)構(gòu)
　　Maurice Wilkins和Rosalind Franklin依據(jù)對X射線衍射照片分析，提出DNA是由兩條長鏈組成的雙螺旋。Erwin Chargaff測定了DNA的分子組成，發(fā)現(xiàn)DNA中的4種堿基的含量并不是等量的，但是A和T的含量總是相等，G和C的含量也相等。James Dewey Watson和Francis Harry Compton Crick首先意識到該比值的重要性，并請劍橋的John Griffith計算出A吸引T、G吸引C、A＋T的寬度與G+C的寬度相等。隨后，他們結(jié)合X射線衍射照片構(gòu)建出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
　　揭示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)為現(xiàn)代分子生物學(xué)的標志性成就，它不僅說明了DNA為什么是遺傳信息的攜帶者，而且說明了基因的復(fù)制和突變等機理。1954年，James Dewey Watson和Francis Harry Compton Crick發(fā)表了有關(guān)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文，雖然只有一千余字，但其奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。論文包括如下主要內(nèi)容。
　�。�1）DNA由脫氧核糖和磷酸基通過酯鍵交替連接而成。其主鏈有兩條，它們繞一共同軸心以右手方向盤旋，相互平行而走向相反，形成雙螺旋構(gòu)型。主鏈處于螺旋的外側(cè)，由糖和磷酸構(gòu)成的主鏈具備親水性。
　　（2）堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，它們以垂直于螺旋軸的取向通過糖苷鍵與主鏈糖基相連。同一平面的堿基在兩條主鏈間形成堿基對。配對堿基總是A與T和G與C。堿基對以氫鍵維系，A與T 間形成兩個氫鍵，G與C間形成三個氫鍵。兩種堿基對的幾何大小又十分相近，具備了形成氫鍵的適宜鍵長和鍵角條件。每對堿基處于各自的平面上，但螺旋周期內(nèi)的各堿基對平面的取向均不同。雙螺旋結(jié)構(gòu)在滿足兩條鏈堿基互補的前提下，DNA的一級結(jié)構(gòu)不受限制。
　　二、DNA復(fù)制
　　DNA復(fù)制是指DNA雙鏈在細胞分裂以前進行的復(fù)制過程，復(fù)制的結(jié)果是一條雙鏈變成兩條一樣的雙鏈，每條雙鏈都含有原來雙鏈的一條單鏈。這個過程通過半保留復(fù)制（semiconservative replication）機制得以完成。DNA復(fù)制的特點可以歸納為以下幾點。
　�。�1）半保留復(fù)制：1958年Matthew Meselson和Franklin Stahl的實驗證明DNA在復(fù)制時，以親代DNA鏈作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一股親代DNA鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA的半保留復(fù)制。
　　（2）有復(fù)制起始點：DNA的復(fù)制需在特定位點開始，這些具有特定核苷酸序列的片段，即復(fù)制起始點。在原核生物中，因為較小的基因組規(guī)模，復(fù)制起始點通常為一個，而真核生物龐大的基因組復(fù)制一般有多個復(fù)制起點，從而保證復(fù)制在一定時間內(nèi)完成。
　�。�3）需要RNA引物：DNA聚合酶必須以一段具有3′端自由羥基（3′-OH）的RNA作為引物，才能開始合成子代DNA鏈。RNA引物的大小，在原核生物中通常為50～100個核苷酸，而在真核生物中約為10個核苷酸。
　�。�4）雙向復(fù)制：DNA復(fù)制時，以復(fù)制起始點為中心，向兩個方向進行復(fù)制。但在低等生物中，也可進行單向復(fù)制。
　�。�5）半不連續(xù)復(fù)制（semidiscontinuous replication）：DNA聚合酶只能以5′→3′方向聚合子代DNA鏈，兩條親代DNA鏈作為模板合成子代DNA鏈時的方式是不同的。以3′→5′方向的親代DNA鏈作模板的子鏈在聚合時基本上是連續(xù)進行的，這一條鏈被稱為前導(dǎo)鏈。而以5′→3′方向的親代DNA鏈為模板的子鏈在聚合時則是不連續(xù)的，這條鏈被稱為隨從鏈。DNA在復(fù)制時，由隨從鏈所形成的多個子代DNA短鏈稱為岡崎片段。
　　一般認為，DNA復(fù)制一旦開始，就會將該DNA分子全部復(fù)制完畢。其實在DNA上也存在著復(fù)制終止位點，DNA復(fù)制將在復(fù)制終止位點處終止。在DNA復(fù)制終止階段，令人困惑的一個問題是線性DNA分子兩端是如何完成其復(fù)制的？已知DNA復(fù)制都要有RNA引物參與。當RNA引物被切除后，中間所遺留的間隙由DNA聚合酶Ⅰ所催化填充。在線性分子的兩端以5′→3′為模板的隨從鏈的合成，其末端的RNA引物被切除后是無法被DNA聚合酶催化填充的。1941年Barbara McClintock提出了端粒（telomere）的假說，認為染色體末端必然存在一種特殊結(jié)構(gòu)——端粒。其作用包括保持染色體末端穩(wěn)定和參與染色體核纖層相連定位。
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