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第一章 分子生物学的现状与未来1

一、科学之谜1

二、21世纪的生物学之谜2

1.细胞的完整性--对DNA决定一切的嘲弄2

2.自我意识--生物学研究中的黑箱3

3.中心法则--从肽链到活性蛋白到生物性状的空白4

三、20世纪是分子生物学发生发展的世纪5

1.基因论--近代遗传学的确立5

2.物理学对生物学的介入5

3.基因与蛋白质的对应关系6

4.分子生物学的诞生8

四、分子生物学给生物学及人类社会带来了无限生机12

1.分子生物学的诞生使生物学获得新生12

2.DNA重组技术的发展12

3.生物分子信息学(Genomics)的诞生13

五、分子生物学的局限性14

1.还原论(Reductionism)的色彩14

2.基因的泛化与移位15

3.基因工程的局限性15

六、现代生物学展望16

1.向人工细胞进军16

2.基因生态16

3.细胞克隆技术的兴起17

4.朊病毒与蛋白质遗传17

第二章 DNA序列不是惟一的遗传信息19

一、DNA双螺旋模型19

二、支持DNA双螺旋模型的证据20

1.X射线图像有力地说明这种基本结构是螺旋状的20

2.未经酸和碱降解的DNA有不规则的滴定曲线，有力地表明形成氢键是DNA结构的一个典型特性20

3.对各种碱基相对比例的分析资料支持DNA具有两条链及碱基在结构中是配对的20

三、这种互补模型的遗传学含义20

四、DNA的自我复制21

1.DNA复制的起始(Initiation of DNA replication)21

2.复制叉侧翼DNA双螺旋的解旋23

3.复制的延伸25

4.DNA多聚酶在复制叉上滑动的机制25

5.复制的机构27

6.DNA复制中错误的校正29

五、DNA复性反应方程31

1.DNA复性反应方程31

2.Cot与Cot1/2值32

3.理想反应曲线32

4.Cot1/2与重复序列的关系33

5.DNA序列复杂度(sequence complex length)34

6.DNA Cot曲线分析35

六、对于DNA自我复制模型的一些反对意见37

1.DNA是自我复制分子的假定是与生物学基本原理之一--细胞学说--相矛盾的38

2.包含全部遗传信息的DNA的自我复制是与胚胎发育的渐成论概念相矛盾的38

3.热力学的检验39

4.Wigner的量子力学描述39

5.非自我复制方式的线型复制符合生物学规律40

七、C值佯谬42

八、N值佯谬46

九、基因的进化--主要由于基因的重复(gene duplication)，并不一定是DNA序列的突变48

十、Z-DNA 构象是另一种遗传信息编码--它能导致信使RNA的编码的改变50

第三章 蛋白质遗传56

一、朊病毒(prion)是感染性蛋白质--一种由蛋白质构成的基因57

二、朊病毒(prion)是细胞中非孟德尔遗传因子(Non-Mendelian Genetic Element)61

1.[URE3]朊病毒蛋白质，一种影响氮分解(Nitrogen Catabolism)的非孟德尔遗传因子61

2.［PSI］朊病毒蛋白质：作为翻译释放因子的非孟德尔遗传因子62

3.［Het-s］，一种具有正常细胞功能的真菌(P.anserina)的朊病毒蛋白(prion protein)63

三、朊病毒(prion)的遗传标准64

1.可逆的治愈性(Reversible Curability)64

2.正常蛋白的过剩生产将加大朊病毒形成的频率(Overproduction of the Normal Protein Increases the Frequency of Prion Formation)64

3.该蛋白的基因突变与该蛋白的朊病毒的现象型相关(Phenotype Relationship of Prion and Mutation of the Gene for the Protein)65

四、朊病毒蛋白质--蛋白质基因66

五、朊病毒蛋白中有一个独立的prion决定域67

六、消耗性蛋白与遗传性蛋白68

七、细胞结构的遗传68

1.细胞结构的模式(pattem)遗传与朊病毒蛋白质的构象(conformation)遗传是平行的68

2.中心粒(centrioles)与基体(basal bodies)是同源的细胞器，也是能自我复制的69

3.遗传性蛋白质是构成细胞结构的基础71

第四章 分子模板与细胞模板80

一、分子模板80

1.DNA模板80

2.RNA模板83

3.蛋白质模板84

4.糖原模板：一种非DNA的分子模板90

二、细胞模板91

1.细胞膜与内质网膜92

2.细胞器93

3.细菌细胞壁94

4.细胞表面模板--体表结构模式的遗传(Constitutes Inheritance of Cellular Surface)94

5.细胞皮质层模板--细胞皮质层的遗传95

三、后成模板(epigenetic template)99

1.DNA后成模板(DNA epigenetic template)--DNA甲基化99

2.RNA后成模板(RNA epigenetic template)--RNAi(RNA interference)101

第五章 密码遗传与后成遗传110

一、分子生物学向何处去110

二、分子生物与细胞生物(molecular organism and cellular organism)111

三、DNA密码遗传(code inheritance)与后成遗传(epigenetic inheritance)113

1.后成遗传(pattern inheritance/epigenetic inheritance)是非DNA密码遗传113

2.后成遗传是遗传格局(genetic pattern)的遗传114

四、后成遗传(Epigenetic Inheritances)--非DNA突变的遗传114

1.DNA的后成遗传(Epigenetics)114

2.基因组印记基因(genome imprinted genes)的遗传--通过生殖细胞的后成遗传116

3.组蛋白的后成遗传--组蛋白密码(histone code)--基因的非DNA部分119

4.发育中的后成遗传125

5.获得性遗传(inheritance of acquired characteristics)--由外部环境所引起的后成遗传130

第六章 DNA遗传、后成遗传与遗传框架140

一、DNA遗传信息的可编排性(the reorganization of DNA)140

1.原核生物的基因重编排141

2.真核生物的基因重编排143

二、RNA遗传信息的重编排145

1.外显子及内含子的变通性重编排(Alternative Splicify)145

2.RNA分子间的重编排(Trans-splicing)147

3.跳跃转录(jumping RNA transcription)148

4.RNA编辑(RNA editing)--RNA中的遗传信息并不一定来自DNA148

5. mRNA信息的重编排--非翻译序列(untranslated sequence)151

三、蛋白质分子的自我剪接及分子剪接(protein splicing in cis/trans)153

四、多模板的遗传框架155

1.病毒的重建与细胞的重建157

2.孤雌生殖(parthenogenesis)与“孤雄生殖”(“parthenspermatogenesis”)157

3.在细胞内中心法则的信息渗入与延伸158

五、分子生物学的未来160

索引167