《基因工程》共 19章，從原理、技術(shù)和應(yīng)用三個(gè)方面對基因工程進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述。*先，簡要介紹了基因和基因表達(dá)調(diào)控原理，展示了基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)的*新進(jìn)展。隨后，系統(tǒng)闡述了基因工程操作中基因工具酶的使用、目的基因分離、載體構(gòu)建、外源基因?qū)�、陽性轉(zhuǎn)化子篩選等技術(shù)方法，并概述了核酸雜交、基因芯片、基因編輯、基因沉默、轉(zhuǎn)座子突變和干細(xì)胞轉(zhuǎn)化等基因工程新技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，《基因工程》重點(diǎn)介紹了基因工程技術(shù)在原核細(xì)胞、酵母、植物、動(dòng)物以及人類基因治療工程中的應(yīng)用進(jìn)展，詳細(xì)論述了分子抗體工程、基因編輯、合成生物學(xué)等基因工程新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)。*后，討論了基因工程中可能存在的生物安全問題，并提出了相應(yīng)的監(jiān)管措施，展望了應(yīng)用前景。
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目錄
第1章基因工程概論1
1.1基因工程概述1
1.1.1基因和基因組1
1.1.2基因工程簡介2
1.2基因工程基本技術(shù)體系3
1.2.1基因工程技術(shù)體系構(gòu)成3
1.2.2基因工程基本操作流程5
1.3基因工程發(fā)展簡史7
1.3.1基因工程誕生背景7
1.3.2基因工程誕生標(biāo)志10
1.3.3基因工程發(fā)展過程11
1.3.4基因工程*新進(jìn)展14
1.4基因工程主要研究內(nèi)容15
1.4.1基因克隆15
1.4.2基因工程工具酶15
1.4.3基因工程載體16
1.4.4外源基因?qū)胨拗骷?xì)胞16
1.4.5轉(zhuǎn)化子的鑒定篩選17
1.4.6基因工程產(chǎn)品的分離純化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用17
1.5基因工程的應(yīng)用18
1.5.1基因工程在后基因組時(shí)代的作用18
1.5.2基因工程在工業(yè)中的應(yīng)用20
1.5.3基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用21
1.5.4基因工程在醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用22
1.5.5基因工程應(yīng)用前景展望23
本章小結(jié)24
第2章基因表達(dá)調(diào)控25
2.1基因調(diào)控基本特征25
2.1.1基因表達(dá)25
2.1.2基因表達(dá)的時(shí)空特性25
2.1.3基因表達(dá)的方式26
2.1.4基因表達(dá)調(diào)控的基本原理27
2.1.5基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義29
2.2原核基因表達(dá)調(diào)控30
2.2.1原核生物基因的轉(zhuǎn)錄機(jī)制30
2.2.2原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)30
2.2.3乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制31
2.2.4色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制31
2.2.5半乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制35
2.2.6阿拉伯糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制36
2.2.7原核生物的翻譯水平調(diào)控37
2.3真核基因表達(dá)調(diào)控38
2.3.1真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄前調(diào)控38
2.3.2真核基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控43
2.3.3真核基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控52
2.4調(diào)控真核基因表達(dá)的主要研究技術(shù)55
2.4.1凝膠遷移實(shí)驗(yàn)56
2.4.2染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)57
2.4.3DNaseⅠ足跡實(shí)驗(yàn)58
2.4.4酵母單雜交系統(tǒng)59
2.4.5雙螢光素酶報(bào)告系統(tǒng)60
2.5轉(zhuǎn)基因植物中外源基因的表達(dá)調(diào)控61
2.5.1轉(zhuǎn)化外源基因的瞬時(shí)表達(dá)和穩(wěn)定表達(dá)61
2.5.2轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列對外源基因表達(dá)的影響62
2.5.3外源基因在翻譯水平上的調(diào)控63
2.5.4外源DNA整合的遺傳效應(yīng)對基因表達(dá)的影響64
本章小結(jié)66
第3章基因組研究67
3.1基因組及其類型和大小67
3.1.1原核生物基因組68
3.1.2真核生物細(xì)胞核基因組69
3.1.3真核生物細(xì)胞器基因組70
3.2遺傳圖譜72
3.3物理圖譜73
3.3.1作圖文庫74
3.3.2物理圖譜的構(gòu)建81
3.3.3物理圖譜和遺傳圖譜比較83
3.4基因組測序83
3.4.1DNA測序的方法84
3.4.2基因組測序91
3.4.3序列組裝95
3.5基因組序列分析97
3.5.1搜尋基因97
3.5.2基因功能預(yù)測99
3.6基因組序列特征100
3.6.1基因組序列復(fù)雜性100
3.6.2原核生物基因組序列102
3.6.3真核生物基因組序列103
3.6.4重復(fù)DNA104
本章小結(jié)106
第4章多組學(xué)與生物信息學(xué)108
4.1轉(zhuǎn)錄組學(xué)108
4.1.1轉(zhuǎn)錄組學(xué)概述108
4.1.2轉(zhuǎn)錄組研究方法108
4.1.3非編碼RNA110
4.1.4RNA測序技術(shù)的應(yīng)用110
4.2蛋白質(zhì)組學(xué)111
4.2.1蛋白質(zhì)組學(xué)概述111
4.2.2基于凝膠的差異蛋白分離技術(shù)112
4.2.3質(zhì)譜鑒定蛋白質(zhì)技術(shù)113
4.2.4基于質(zhì)譜的定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究115
4.2.5蛋白質(zhì)翻譯后修飾118
4.2.6功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究118
4.2.7蛋白質(zhì)組研究應(yīng)用120
4.3代謝組學(xué)122
4.3.1代謝組學(xué)概述122
4.3.2代謝組學(xué)研究技術(shù)123
4.3.3代謝組學(xué)的應(yīng)用127
4.4表型組學(xué)129
4.4.1表型組學(xué)概述129
4.4.2表型組學(xué)研究技術(shù)130
4.4.3表型組學(xué)的應(yīng)用132
4.5生物信息學(xué)134
4.5.1生物信息學(xué)概述134
4.5.2生物信息學(xué)研究內(nèi)容135
4.5.3生物信息數(shù)據(jù)庫136
4.5.4分子進(jìn)化分析138
4.6多組學(xué)整合研究139
4.6.1多組學(xué)整合概述139
4.6.2多組學(xué)整合研究思路139
4.6.3多組學(xué)數(shù)據(jù)整合分析的應(yīng)用及展望140
本章小結(jié)141
第5章基因工程工具酶143
5.1限制性內(nèi)切核酸酶143
5.1.1限制性內(nèi)切核酸酶的發(fā)現(xiàn)和分類143
5.1.2Ⅱ類限制性內(nèi)切核酸酶的特點(diǎn)144
5.1.3限制性內(nèi)切核酸酶的命名法146
5.1.4限制性內(nèi)切核酸酶的反應(yīng)條件146
5.1.5影響限制性內(nèi)切核酸酶酶切的反應(yīng)條件147
5.2連接酶148
5.2.1連接酶的發(fā)現(xiàn)148
5.2.2連接酶的種類148
5.2.3不同末端的連接策略149
5.2.4DNA連接酶的影響因素149
5.3DNA聚合酶150
5.3.1DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)150
5.3.2DNA聚合酶的功能150
5.4核酸修飾酶151
5.4.1末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶151
5.4.2堿性磷酸酶152
5.4.3T4噬菌體多核苷酸激酶153
5.5核酸酶和外切核酸酶154
5.5.1核糖核酸酶154
5.5.2脫氧核糖核酸酶Ⅰ154
5.5.3S1核酸酶155
5.5.4外切核酸酶155
本章小結(jié)155
第6章目的基因分離156
6.1化學(xué)合成DNA分離目的基因156
6.2基因的電子克隆156
6.3基因文庫獲取目的基因158
6.3.1構(gòu)建基因文庫法分離目的基因158
6.3.2cDNA基因文庫的構(gòu)建和篩選160
6.3.3PCR技術(shù)的基本原理165
6.3.4影響PCR反應(yīng)的因素167
6.3.5反向PCR169
6.3.6反轉(zhuǎn)錄PCR170
6.3.7熒光定量PCR170
RACE-PCR171
6.3.8
6.3.9多重PCR172
6.3.10原位PCR173
6.3.11重組PCR173
6.3.12不對稱PCR173
6.4目的基因分離技術(shù)174
6.4.1利用DNA芯片分析目的基因174
6.4.2利用cDNA微陣列分離目的基因175
6.4.3轉(zhuǎn)座子誘變分離克隆目的基因175
6.4.4T-DNA標(biāo)簽法分離目的基因175
6.4.5圖位克隆法分離目的基因176
本章小結(jié)177
第7章基因工程載體178
7.1基因克隆載體178
7.1.1質(zhì)粒載體178
7.1.2噬菌體載體185
7.1.3黏粒載體190
7.1.4人工染色體載體192
7.2基因表達(dá)載體194
7.2.1大腸桿菌原核表達(dá)載體194
7.2.2酵母與動(dòng)物細(xì)胞真核表達(dá)載體196
7.2.3植物細(xì)胞真核表達(dá)載體198
本章小結(jié)200
第8章重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞201
8.1重組DNA分子導(dǎo)入原核受體細(xì)胞201
8.1.1自然條件下細(xì)菌受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化過程202
8.1.2感受態(tài)細(xì)胞的選擇202
8.1.3重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞的方法203
8.1.4聚乙二醇介導(dǎo)的細(xì)菌原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化207
8.2重組DNA分子導(dǎo)入酵母細(xì)胞208
8.2.1聚乙二醇介導(dǎo)的酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)化209
8.2.2電轉(zhuǎn)化法介導(dǎo)的酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)化210
8.2.3堿性陽離子Li+介導(dǎo)的酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)化210
8.3外源重組基因?qū)胫参锛?xì)胞211
8.3.1DNA直接轉(zhuǎn)化法211
8.3.2農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化法214
8.4動(dòng)物細(xì)胞遺傳轉(zhuǎn)化的方法217
8.4.1動(dòng)物細(xì)胞的物理轉(zhuǎn)染法218
8.4.2動(dòng)物細(xì)胞的化學(xué)轉(zhuǎn)染法220
8.4.3動(dòng)物細(xì)胞的生物轉(zhuǎn)染法222
本章小結(jié)226
第9章轉(zhuǎn)化子篩選與鑒定228
9.1遺傳學(xué)檢測方法228
9.1.1基于載體基因的篩選與鑒定228
9.1.2互補(bǔ)選擇法232
9.1.3基于目的基因的篩選與鑒定234
9.2電泳檢測法238
9.2.1直接電泳檢測法238
9.2.2酶切電泳檢測法239
9.2.3PCR擴(kuò)增檢測法242
9.3核酸分子雜交檢測法243
9.3.1探針的制備243
9.3.2Southern印跡雜交243
9.3.3Northern印跡雜交246
9.3.4菌落印跡原位雜交247
9.3.5斑點(diǎn)印跡雜交249
9.4免疫化學(xué)檢測法250
9.4.1放射性抗體檢測法250
9.4.2免疫沉淀測定法252
9.4.3酶聯(lián)免疫吸附測定法252
9.5轉(zhuǎn)譯篩選法253
9.5.1雜交抑制轉(zhuǎn)譯檢測法253
9.5.2雜交選擇轉(zhuǎn)譯檢測法254
本章小結(jié)254
第10章基因工程新技術(shù)256
10.1核酸分子雜交技術(shù)256
10.1.1核酸雜交的基本原理256
10.1.2核酸探針的制備256
10.1.3核酸雜交種類與方法259
10.1.4核酸雜交技術(shù)的應(yīng)用260
10.2芯片技術(shù)261
10.2.1基因芯片的基本原理261
10.2.2基因芯片的種類261
10.2.3基因芯片制作技術(shù)的基本步驟262
10.2.4基因芯片技術(shù)的應(yīng)用263
10.3基因敲除技術(shù)264
10.3.1Cre-loxP基因敲除系統(tǒng)265
10.3.2FLP/FRT系統(tǒng)266
10.3.3噬菌體phiC31位點(diǎn)重組酶系統(tǒng)266
10.3.4ZFN技術(shù)267
10.3.5TALEN技術(shù)268
10.3.6CRISPR/Cas9技術(shù)268
10.3.7基因敲除技術(shù)的應(yīng)用269
10.4基因沉默技術(shù)270
10.4.1RNA干擾技術(shù)270
10.4.2表觀遺傳基因組編輯技術(shù)271
10.4.3基因沉默技術(shù)的應(yīng)用271
10.5轉(zhuǎn)座子突變技術(shù)272
10.5.1轉(zhuǎn)座子基因突變系統(tǒng)272
10.5.2轉(zhuǎn)座子突變技術(shù)的應(yīng)用273
10.6植物遺傳轉(zhuǎn)化新方法274
10.6.1碳納米管技術(shù)274
10.6.2DNA納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化技術(shù)275
10.6.3干細(xì)胞轉(zhuǎn)化技術(shù)276
10.6.4質(zhì)體轉(zhuǎn)化277
10.6.5磁性納米顆粒279
本章小結(jié)279
第11章原核細(xì)胞基因工程281
11.1原核細(xì)胞基因表達(dá)特征281
11.2原核細(xì)胞基因工程概述282
11.2.1原核細(xì)胞基因工程簡介282
11.2.2原核細(xì)胞基因調(diào)控規(guī)律283
11.2.3原核細(xì)胞基因表達(dá)主要調(diào)控元件284
11.3原核細(xì)胞基因表達(dá)系統(tǒng)的種類及特點(diǎn)
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