目錄
第1章 緒論 1
1.1 基因工程的發(fā)展歷程 1
1.1.1 基因概念提出 2
1.1.2 基因結(jié)構(gòu)與功能 2
1.1.3 基因操作關(guān)鍵技術(shù)突破 4
1.1.4 基因工程問(wèn)世 4
1.2 基因工程大學(xué)科與大科學(xué) 5
1.2.1 海量基因信息 6
1.2.2 復(fù)雜基因網(wǎng)絡(luò) 7
1.2.3 基因工程系統(tǒng) 7
1.3 基因工程研究的意義 7
1.3.1 揭示生命現(xiàn)象規(guī)律 7
1.3.2 基因工程與疾病治療 8
1.3.3 基因工程產(chǎn)業(yè) 8
思考題 10
第2章 基因工程基本技術(shù)原理 11
2.1 核酸的提取與鑒定 11
2.1.1 基因組DNA的提取 11
2.1.2 RNA的提取 14
2.1.3 質(zhì)粒DNA的提取 15
2.1.4 核酸的凝膠電泳 18
2.1.5 變性梯度凝膠電泳 20
2.1.6 核酸的定量與純度的測(cè)定 21
2.2 PCR技術(shù) 21
2.2.1 PCR的原理 22
2.2.2 PCR的操作 22
2.2.3 PCR衍生技術(shù) 24
2.2.4 PCR定點(diǎn)誘變 27
2.3 核酸序列測(cè)定 30
2.3.1 Sanger雙脫氧鏈終止法 31
2.3.2 Maxam-Gilbert化學(xué)修飾法 32
2.3.3 Roche 454測(cè)序 32
2.3.4 Illumina測(cè)序 33
2.3.5 ABI SOLiD測(cè)序 34
2.3.6 HeliScope測(cè)序 36
2.3.7 單分子測(cè)序 36
2.3.8 納米孔測(cè)序技術(shù) 37
2.4 分子雜交技術(shù) 37
2.4.1 Southern雜交 37
2.4.2 Northern雜交 39
2.4.3 Western雜交 40
2.4.4 菌落原位雜交 41
2.4.5 熒光原位雜交 42
思考題 43
第3章 基因工程工具酶 44
3.1 限制性核酸內(nèi)切酶 44
3.1.1 限制和修飾現(xiàn)象 44
3.1.2 限制性核酸內(nèi)切酶的類型 45
3.1.3Ⅱ型限制性核酸內(nèi)切酶的命名 48
3.1.4 影響限制性核酸內(nèi)切酶活性的因素 48
3.2 DNA聚合酶 50
3.2.1 大腸桿菌DNA聚合酶 50
3.2.2 大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ的Klenow片段 51
3.2.3 T4 DNA聚合酶 51
3.2.4 T7 DNA聚合酶（修飾的T7 DNA聚合酶） 52
3.2.5 實(shí)驗(yàn)室常用的耐熱DNA聚合酶 52
3.2.6 逆轉(zhuǎn)錄酶 53
3.3 DNA連接酶 53
3.3.1 DNA連接酶的類型 53
3.3.2 DNA連接酶的特點(diǎn) 54
3.3.3 連接反應(yīng)的機(jī)制 55
3.3.4 影響連接反應(yīng)的因素 55
3.4 核酸修飾酶 57
3.4.1 末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶 57
3.4.2 T 4多核苷酸激酶 57
3.4.3 堿性磷酸酶 58
3.4.4 核酸外切酶 59
3.4.5 單鏈DNA內(nèi)切酶 60
3.4.6 甲基化酶 61
思考題 63
第4章 基因工程載體與表達(dá)系統(tǒng) 64
4.1 載體概述 64
4.1.1 載體研究背景 64
4.1.2 載體共性特征 65
4.2 克隆載體類型 65
4.2.1 質(zhì)粒載體 65
4.2.2 噬菌體載體 70
4.2.3 噬菌粒載體 73
4.2.4 病毒載體 73
4.2.5 人工染色體克隆載體 74
4.3 原核表達(dá)系統(tǒng) 74
4.3.1 原核表達(dá)載體高效表達(dá)的元件 74
4.3.2 大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng) 77
4.4 真核生物表達(dá)系統(tǒng) 82
4.4.1 釀酒酵母表達(dá)系統(tǒng) 82
4.4.2 巴斯德畢赤氏酵母表達(dá)系統(tǒng) 82
4.4.3 酵母表達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用 83
思考題 83
第5章 目的基因分離與鑒定 84
5.1 基因文庫(kù)法獲取目的基因 84
5.1.1 基因文庫(kù)的構(gòu)建 84
5.1.2 cDNA文庫(kù)的構(gòu)建 86
5.1.3 篩選基因文庫(kù)獲得目的基因 87
5.2 PCR技術(shù)分離目的基因 87
5.2.1 已知基因全長(zhǎng)序列 87
5.2.2 已知基因部分序列 88
5.3 圖位克隆獲得目的基因 89
5.4 轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法獲得目的基因 90
5.5 電子克隆 91
5.6 目的基因的鑒定 91
5.6.1 表型檢測(cè)法 92
5.6.2 核酸探針雜交法 93
5.6.3 PCR篩選和序列鑒定法 94
5.6.4 物理特性檢測(cè)法 94
思考題 95
第6章 基因功能研究技術(shù) 96
6.1 常規(guī)分析技術(shù) 96
6.1.1 基因沉默 96
6.1.2 基因敲除 104
6.2 高通量分析技術(shù) 108
6.2.1 基因芯片 108
6.2.2 蛋白芯片 109
6.3 大分子相互作用分析技術(shù) 109
6.3.1 免疫共沉淀 110
6.3.2 染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù) 110
6.3.3 RNA免疫沉淀法 111
6.3.4 酵母雙雜交 111
6.3.5 光遺傳 114
思考題 115
第7章 動(dòng)植物基因工程 116
7.1 轉(zhuǎn)基因植物 116
7.1.1 植物基因工程的常用方法 116
7.1.2 轉(zhuǎn)基因植物的篩選與鑒定 122
7.1.3 提高外源基因在植物中表達(dá)水平的策略 125
7.1.4 轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用 128
7.2 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 131
7.2.1 動(dòng)物基因工程的常用方法 131
7.2.2 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的篩選與鑒定 136
7.2.3 提高外源基因在動(dòng)物中表達(dá)水平的策略 137
7.2.4 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用 139
思考題 146
第8章 基因信息分析技術(shù) 147
8.1 常用生物分子數(shù)據(jù)庫(kù) 147
8.1.1 核酸數(shù)據(jù)庫(kù) 147
8.1.2 蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù) 151
8.1.3 其他常用生物分子數(shù)據(jù)庫(kù) 152
8.2 軟件分析應(yīng)用 155
8.2.1 用BLAST進(jìn)行局部序列比對(duì) 155
8.2.2 用CLUSTAL進(jìn)行多序列比對(duì) 156
8.2.3 用Primer Premier進(jìn)行引物設(shè)計(jì) 156
8.2.4 限制性內(nèi)切酶分析 157
8.2.5 用JASPAR查找轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn) 158
8.2.6 EMBOSS工具包 158
8.2.7 其他常用生物信息學(xué)軟件 160
思考題 160
主要參考文獻(xiàn) 162