《分子生物学》第二版 本书主要在分子水平上研究生物大分子的结构与功能，再版在保留第一版全部优点和特色的基础上，做了许多优化、改进和创新。具体包括： （1）内容进行了全面更新，包括每章的文献和推荐网址。如增加了CRISPR系统、基因组编辑、表观遗传、lnRNA和新一代DNA测序技术等，引用文献截止到2017年6月。 （2）可读性、易读性进一步提高。全书的每句都经过了字斟句酌、反复推敲。 （3）全书结构体系做了调整。特别是考虑到古菌与真核生物在分子生物学的各种机制上更加相似，因此本书是按照细菌、真核生物和古菌三个域来组织。 （4）引入新的元素。即文中穿插了许多小框和随文小测验（quiz），小框中有分子生物学的最新动态、趣事、应用和科学小故事等。 （5）特配数字课程。内有杨荣武教授讲授本课程的全程录像，读者通过书中的二维码进入，随时观看录像视频并交流，此外，还有许多辅助教学和学习的资料可供下载。 （6）提供四套PPT课件。中、英文简版和全版各一套。 （7）本版为双色版，从而使反应主线特别是图表显示的部分更加突出、内容更加鲜活生动。 （8）配套的《分子生物学学习指南与习题解析》将很快更新。

系列名：普通高等教育“十三五”规划教材
作者：杨荣武	编辑：刘飞 蒋平	ISBN：2017-00628
出版时间：201709	字数：1500	定价：118
开本：16开	页数：636	装订：平装
版次：1	CIP分类号：Q7

杨荣武，博士，南京大学生命科学学院教授。长期从事生物化学的教学和研究工作，一直以“启发诱导式的双语教学、善于将复杂深奥的内容简单化和形象化以及与多媒体的紧密结合”为自己的教学特色，深受学生们的喜爱和同行的高度认可，并在全国生化教学界有一定的影响，目前是中国生物化学与分子生物学会教学专业委员会常委委员。2016年，先后荣获亚洲及大洋州生物化学家与分子生物学家联盟教育奖和宝钢教育基金优秀教师特等奖提名

本书主要在分子水平上研究生物大分子的结构与功能，再版在保留第一版全部优点和特色的基础上，做了许多优化、改进和创新。具体包括： （1）内容进行了全面更新，包括每章的文献和推荐网址。如增加了CRISPR系统、基因组编辑、表观遗传、lnRNA和新一代DNA测序技术等，引用文献截止到2017年6月。 （2）可读性、易读性进一步提高。全书的每句都经过了字斟句酌、反复推敲。 （3）全书结构体系做了调整。特别是考虑到古菌与真核生物在分子生物学的各种机制上更加相似，因此本书是按照细菌、真核生物和古菌三个域来组织。 （4）引入新的元素。即文中穿插了许多小框和随文小测验（quiz），小框中有分子生物学的最新动态、趣事、应用和科学小故事等。 （5）特配数字课程。内有杨荣武教授讲授本课程的全程录像，读者通过书中的二维码进入，随时观看录像视频并交流，此外，还有许多辅助教学和学习的资料可供下载。 （6）提供四套PPT课件。中、英文简版和全版各一套。 （7）本版为双色版，从而使反应主线特别是图表显示的部分更加突出、内容更加鲜活生动。 （8）配套的《分子生物学学习指南与习题解析》将很快更新。

目录
第一章 绪论
第一节 分子生物学的起源
一、传递遗传学
二、分子遗传学
第二节 分子生物学的发展
一、DNA的半保留复制
二、基因与蛋白质之间的关系
三、“中心法则”
四、基因工程
Box 1-1让“酵母君”酿造鸦片，你相信吗？
五、分子生物学的其他进展
第三节 分子生物学学习方法
科学故事--朊病毒的发现

第二章 遗传物质的分子本质
第一节 遗传物质的分子本质
一、	DNA是主要的遗传物质
（一）	细菌转化实验
（二）	Hershey-Chase的噬菌体实验
二、RNA也可以作为遗传物质
三、某些蛋白质具有遗传物质的特性
第二节 核酸的结构
一、	核酸的化学组成
Box 2-1环状非编码RNA
二、	核酸的一级结构
（一）	第一代DNA测序
（二）	第二代DNA测序
（三）	第三代DNA测序
（四）	第四代DNA测序
（五）	单细胞基因组测序
三、	核酸的二级结构
（一）	DNA的二级结构
（二）	RNA的二级结构
Box 2-2为什么是DNA而不是RNA更适合充当生物的遗传物质？
四、	核酸的三级结构
（一）	DNA的三级结构
（二）	RNA的三级结构
五、	核酸与蛋白质形成的复合物
（一）	DNA与蛋白质形成的复合物
（二）	RNA与蛋白质形成的复合物
第三节 核酸的理化性质
科学故事--究竟是谁第一个发现了DNA的双螺旋结构？

第三章 基因、基因组和基因组学
第一节 基因
一、对基因的认识
二、基因概念的扩展
（一）移动基因
（二）断裂基因
（三）假基因
Box 3-1 假基因，真表达，真功能
（四）重叠基因
三、基因的种类和结构
（一）基因的种类
（二）基因的结构
四、基因的大小和数目
（一）基因的大小
（二）基因的数目
Box 3-2 我们究竟有多少个基因？
（三）N值矛盾
五、基因簇与重复基因
（一）基因家族和基因簇
（二）重复序列
第二节 基因组
一、	病毒基因组
（一）	DNA病毒基因组
Box 3-3 大病毒、大惊喜
（二）	RNA病毒基因组
（三）	类病毒和拟病毒基因组
二、	原核生物基因组
（一）	细菌基因组
（二）	古菌基因组
（三）	质粒
三、	真核生物基因组
（一）	核基因组
（二）	细胞器基因组
Box 3-4 线粒体夏娃
四、人类基因组
第三节 基因组学
一、	结构基因组学
（一）	基因组作图
（二）	基因组测序
（三）	基因组计划
二、	功能基因组学
（一）	转录组与转录组学
（二）	蛋白质组与蛋白质组学
（三）	表观基因组学
Box 3-5 是甲基化让人类和猴子分道扬镳吗？
（四）	宏基因组学
（五）	比较基因组学
三、	生物信息学
（一）	生物信息学资源
（二）	生物信息学的目标和任务
科学故事--维生素C与假基因

第四章  DNA的生物合成
第一节  DNA复制
一、	DNA复制的基本特征
Box 4-1 “生命字母表”的人工扩增
Box 4-2 冈崎令治与冈崎片段
二、DNA复制的酶学
（一）DNAP
（二）DNA解链酶
（三）SSB
（四）DNA拓扑异构酶
（五）DNA引发酶
（六）切除引物的酶
（七）DNA连接酶
（八）尿嘧啶-DNA糖苷酶
（九）端粒酶
三、DNA复制的详细机制
（一）以大肠杆菌为代表的细菌基因组DNA的复制
（二）滚环复制
（三）D-环复制
（四）真核生物核基因组DNA的复制
（五）古菌的DNA复制
Box 4-3 线形DNA末端复制难题的解决
四、DNA复制的高度忠实性
五、DNA复制的调控
（一）细菌DNA复制起始的调控
（二）大肠杆菌质粒ColE1的复制调控
（三）真核生物细胞核DNA复制起始的调控
第二节逆转录
一、	逆转录病毒的逆转录反应
（一）	逆转录病毒的结构
（二）	逆转录病毒的生活史
Box 4-4 HIV辅助受体的发现
（三）	艾滋病的治疗
二、其他的逆转录反应
（一）逆转座子
（二）逆转录质粒与逆转录内含子
（三）逆转子
（四）某些DNA病毒生活史中的逆转录现象
科学故事--DNA半保留复制的实验证明

第五章  DNA的损伤、修复和突变
第一节  DNA损伤
一、	导致DNA损伤的因素
二、DNA损伤的类型
第二节细胞对DNA损伤做出的反应
Box 5-1 为什么某些哺乳动物不得或少得癌症？
第三节  DNA的修复
Box 5-2  额外的DNA序列充当我们基因组的“备胎”
一、	直接修复
二、切除修复
（一）BER
（二）NER
（三）	MMR
Box 5-3 DNA错配修复机制的发现
三、DSBR
四、损伤跨越
（一）重组跨越
（二）跨损伤合成
第四节DNA的突变
一、	突变的类型与后果
（一）	点突变
（二）	移码突变
二、突变的原因
（一）自发突变
Box 5-4 三聚核苷酸重复与脆性X染色体综合征
（二）诱发突变
三、正向突变、回复突变与突变的校正
（一）正向突变和回复突变
（二）校正突变
四、突变原与致癌物之间的关系以及致癌物的检测
科学故事--p53从癌蛋白到抗癌蛋白的角色转换

第六章  DNA重组
第一节同源重组
一、	同源重组的分子机制
（一）	Holliday模型
（二）	单链断裂模型
（三）	双链断裂模型
二、细菌的同源重组
（一）参与同源重组的主要蛋白质的结构与功能
（二）大肠杆菌几种重要的同源重组途径
三、真核生物的同源重组
四、古菌的同源重组
第二节位点特异性重组
一、	lambda噬菌体的位点特异性整合
二、鼠伤寒沙门氏菌鞭毛抗原的转换
Box 6-1Cre-LoxP重组系统及其改造和应用
第三节转座重组
一、	细菌的转座子
（一）	第一类转座子
（二）	第二类转座子
（三）	第三类转座子
（四）	第四类转座子
二、真核生物的转座子
（一）DNA转座子
Box 6-2 睡美人转座子的复活
（二）逆转座子	
三、古菌的转座子
四、转座的分子机制
（一）简单转座
（二）复制型转座
Box 6-3谁偷走了人的DNA？
五、转座作用的调节
科学故事--跳跃基因的发现

第七章  RNA的生物合成
第一节  DNA转录
一、转录的一般特征
二、催化DNA转录的RNA聚合酶
（一）细菌的RNAP
（二）古菌的RNAP
（三）真核细胞的RNAP
（四）由病毒编码的RNAP
Box 7-1 植物细胞RNAPIV的发现故事
三、RNAP的三维结构与功能
四、细菌的DNA转录
（一）转录的起始
（二）转录的延伸
（三）转录的终止
五、真核生物的核基因转录
（一）真核生物细胞核基因转录与细菌基因转录的主要差别
（二）真核细胞核DNA转录的基本过程
Box 7-2 细胞的记忆机制
六、真核生物的核基因转录
（一）线粒体DNA的转录
（二）叶绿体DNA的转录
七、古菌的DNA转录
第二节  RNA复制
Box 7-3  RNA重组
一、双链RNA病毒的RNA复制
二、单链RNA病毒的RNA复制
（一）正链RNA病毒的RNA复制
Box 7-4 蝙蝠抵抗病毒和长寿的秘密
（二）负链RNA病毒的RNA复制
科学故事--人类和酵母居然如此相似！

第八章转录后加工
第一节细菌RNA前体的后加工
一、mRNA前体的后加工
二、rRNA前体的后加工
（一）剪切和修剪
（二）核苷酸的修饰
三、tRNA前体的后加工
（一）剪切和修剪
（二）核苷酸的修饰
（三）添加CCA
（四）剪接
第二节真核生物RNA前体的后加工
一、	mRNA前体的后加工
（一）5￠-端加帽
（二）3￠-端加尾
Box 8-1 CTD密码
（三）无多聚A尾巴的mRNA在3￠-端的后加工
（四）内部甲基化
（五）剪接
Box 8-2 剪接体是核酶吗？
Box 8-3次要剪接途径也重要
（六）编辑
二、rRNA前体的后加工
（一）剪切、修剪和修饰
（二）四膜虫26S rRNA前体的自剪接
Box 8-4 “RNA世界”的探索之旅
三、tRNA前体的后加工
第三节古菌的转录后加工
科学故事--第一例真正的核酶的发现

第九章蛋白质的生物合成
第一节参与翻译的主要生物大分子的结构与功能
一、	核糖体
（一）	小亚基
（二）	大亚基
（三）	核糖体的三维结构及其功能定位	
二、mRNA
三、tRNA
（一）tRNA的一级结构
（二）tRNA的二级结构
（三）tRNA的三级结构
四、氨酰-tRNA合成酶
Box 9-1  tRNA的新功能--衍生于tRNA的促癌小RNA的发现
五、辅助蛋白因子
第二节翻译的一般性质
一、均分为氨基酸的活化、起始、延伸和终止四个阶段
二、翻译具有极性
三、三联体密码
（一）遗传密码的破译
（二）遗传密码的主要性质
四、反密码子决定特异性
五、摆动规则
第三节翻译的详细机制
一、	细菌的翻译
（一）	氨基酸的活化
（二）	翻译的起始
（三）	翻译的延伸
（四）	翻译的终止与核糖体的循环
Box 9-2改造大肠杆菌的编码系统
二、真核生物的细胞质翻译系统
（一）	氨基酸的活化
（二）	翻译的起始
（三）	翻译的延伸
（四）	翻译的终止与核糖体的循环
三、细胞器翻译系统
四、古菌的翻译系统
第四节翻译的质量控制
一、	细菌的翻译质量控制
（一）	由tmRNA介导的翻译质量控制
（二）	不依赖tmRNA的翻译质量控制
二、真核生物的翻译质量控制
（一）NMD
（二）NSD
（三）NGD
（四）NRD
第五节翻译阶段的再次程序化的遗传解码
一、	翻译水平的移Box 
二、通读
三、跳跃翻译
四、硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸的参入
第六节翻译的抑制剂
一、	细菌翻译的抑制剂
二、真核生物翻译的抑制剂
三、既抑制细菌又抑制真核生物的翻译抑制剂
科学故事--RNA领带俱乐部与遗传密码的破译

第十章蛋白质的翻译后加工、分拣、定向和水解
第一节翻译后加工
一、多肽链的剪切和修剪
二、N端添加氨基酸
三、蛋白质剪接
四、个别氨基酸残基的修饰
五、形成二硫键
六、添加辅助因子
七、多肽链的折叠
八、四级结构的形成
Box 10-1 霍乱毒素的胞内之乱
第二节蛋白质翻译后的定向与分拣
Box 10.2 “分子邮政编码”的发现
一、	共翻译途径
二、翻译后途径
（一）线粒体蛋白的定向和分拣
（二）叶绿体蛋白的定向和分拣
（三）某些线粒体蛋白和叶绿体蛋白的双重定向与分拣
（四）核蛋白的定向和分拣
（五）过氧化物酶体蛋白的定向和分拣
（六）细菌蛋白的定向和分拣
（七）古菌蛋白的定向和分拣
第三节细胞内蛋白质的选择性降解
一、	真核生物细胞内的蛋白质降解
（一）	泛素的结构与功能
（二）	泛酰化反应及其功能
（三）	泛酰化反应的信号
（四）	蛋白酶体的结构与功能
二、细菌细胞内的蛋白质降解
三、古菌细胞内的蛋白质降解
科学故事--7SL RNA的发现

第十一章原核生物基因表达的调控
第一节	正调控与负调控
第二节	在DNA水平的调控
一、基因的拷贝数
二、启动子的强弱
三、DNA重排
第三节在转录水平的调控
一、	转录起始阶段的调控
（一）	细菌对不同sigma因子的选择性使用
（二）	操纵子调控模型
Box 11-1 古菌的色氨酸操纵子
二、	转录终止阶段的调控
（一）	弱化
（二）	核开关
（三）	抗终止
第四节在翻译水平的调控
一、	反义RNA
（一）	反义RNA的负调控作用
（二）	反义RNA的正调控作用
二、核开关
三、自体调控
四、mRNA的降解
五、mRNA的二级结构与基因表达的调控
Box 11-2 RNA温度计
第五节环境因素诱导的基因表达调控
一、	严谨反应
Box 11-3TA系统的威力
二、CRISPR-Cas系统
（一）CRISPR序列
（二）Cas蛋白
三、二元基因表达调控系统
四、群体感应
第六节在基因组水平上的全局调控
一、调节子
二、噬菌体基因表达的时序控制
科学故事--大肠杆菌乳糖操纵子的发现

第十二章真核生物基因表达的调控
第一节	在染色质水平上的基因表达调控
一、	组蛋白的化学修饰对基因表达的影响
二、染色质重塑因子对基因表达的影响
三、组蛋白变体对基因表达的影响
四、lncRNA对基因表达的影响
第二节在DNA水平上的基因表达调控
一、DNA扩增
二、DNA重排
（一）高等动物抗体基因的程序性重排
（二）锥体虫主要表面抗原的重排
（三）酿酒酵母交配类型转换过程中的基因重排
三、基因丢失
四、DNA甲基化
Box 12-1 DNA的第六个碱基
五、DNA印记
Box 12-2 父亲吃啥可通过甲基化影响到你！
六、多个启动子的选择性使用
第三节在转录水平上的基因表达调控
一、	顺式作用元件
（一）	增强子
Box 12-3 增强子RNA
（二）	沉默子
（三）	绝缘子
（四）	反应元件
二、转录因子
（一）	转录因子的鉴别、分离和活性测定
（二）	转录因子的结构与分类
三、	参与转录水平调节的lncRNA
四、	转录水平调控的实例
（一）	酵母细胞半乳糖代谢相关基因的表达调控
（二）	热休克蛋白的基因表达调控
（三）	脂溶性激素诱导的基因表达调控
（四）	金属硫蛋白的基因表达调控
（五）	生物发育过程中的组织特异性基因表达调控
Box 12-4  能将老鼠变成蛇吗？
五、	转录后加工水平的基因表达调控
（一）	选择性剪接
（二）	选择性加尾
（三）	组织特异性RNA编辑
（四）	lncRNA在转录后加工水平的调控
六、	在mRNA 运输水平上的调控
七、	翻译水平上的调控
Box 12-5正义和反义RNA之间的较量
（一）	自体调控
（二）	mRNA的区域化
（三）	mRNA的屏蔽
（四）	RNA干扰
Box 12-6类病毒的致病机制
（五）	mRNA 降解和稳定性与基因表达调控
（六）	对翻译过程本身的调节
（七）	lncRNA在翻译水平的调控
科学故事----RNAi的发现

第十三章分子生物学方法
第一节重组DNA技术简介
一、基因克隆的载体
（一）质粒载体
（二）噬菌体载体
（三）黏粒
（四）PAC和BAC
（五）YAC和YAC
（六）真核生物病毒载体
二、工具酶
（一）RE
（二）DNA连接酶
（三）DNA聚合酶
（四）逆转录酶
（五）核糖核酸酶H
（六）多聚核苷酸激酶
（七）S1核酸酶
三、宿主细胞
四、将重组DNA引入到宿主细胞的途径
（一）转化
（二）转染
（三）电穿孔
（四）脂质体介导
（五）弹道基因转移
五、重组体的选择和筛选
（一）直接筛选
（二）间接筛选
第二节重组DNA技术的详细步骤
一、	外源DNA序列和目的基因的获得
二、目的基因与载体的连接
（一）黏端连接
（二）平端连接
（三）平端和黏端的连接
三、基因序列导入细胞
四、含有目的基因序列的克隆的筛选和鉴定
第三节重组DNA技术的应用
一、	文库的建立
（一）	基因组DNA文库的建立
（二）	cDNA文库的建立
（三）	文库的筛选
二、DNA序列的分析
三、表达外源蛋白
四、转基因动物、植物及转基因食品
（一）转基因动物
（二）转基因植物
（三）转基因食品
五、基因治疗
六、研究基因的功能
七、寻找未知基因
（一）从基因的终产物开始鉴定新基因
（二）从核酸水平上寻找新基因
第四节聚合酶链式反应
一、	RT-PCR
二、反向PCR
三、巢式PCR
四、递减PCR
五、原位PCR
六、菌落PCR
七、简并PCR
八、多重PCR
九、不对称PCR
十、热不对称交错PCR
十一、标记PCR
十二、荧光实时定量PCR
第五节蛋白质工程
一、随机突变
二、定点突变
Box 13-1 胰岛素的定向改造
第六节研究核酸与蛋白质之间相互作用的主要方法和技术
第七节研究蛋白质之间相互作用的主要方法和技术
一、	免疫共沉淀
二、	亲和层析
三、	共价交联
四、	荧光共振能量转移
五、	生物发光共振能量转移
六、	酵母双杂交
（一）	酵母双杂交系统的原理
（二）	酵母双杂交系统的建立
（三）	酵母双杂交系统的应用
第八节SELEX技术
第九节生物芯片技术
一、	基因芯片
（一）	基因芯片的种类和制备
（二）	基因芯片样品的制备
（三）	基因芯片杂交
（四）	基因芯片检测原理
（五）	基因芯片的应用
二、蛋白质芯片
（一）蛋白质芯片的基本构成
（二）蛋白质芯片的应用
第十节基因组编辑技术
一、	大范围核酸酶
二、锌指核酸酶
三、拟转录激活蛋白效应物核酸酶
四、Cas9
Box 13-2 CRISPR用于基因治疗
科学故事--绿色荧光蛋白的发现和发展

附录
专业词汇英汉对照和索引
常见英文缩写
主要参考书目
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