Principle and Application of Genetic Engineering

目录
前言
第一章 绪论
第一节 基因工程的概念
第二节 基因工程的诞生与发展
一、基因工程诞生的理论基础
二、基因工程的诞生
三、基因工程的发展
第三节 基因工程研究的主要内容
一、基因工程研究的主要内容
二、基因工程的基本操作程序
三、基因工程的基本操作内容
第四节 基因工程的意义与发展前景
一、基因工程研究的意义
二、基因工程发展前景
本章小结
思考题
第二章 基因工程工具酶
第一节 限制性核酸内切酶
一、宿主的限制和修饰现象
二、限制性核酸内切酶的类型
三、限制性核酸内切酶的命名
四、Ⅱ型限制性核酸内切酶的基本特性
五、Ⅱ型限制性核酸内切酶的反应条件
六、影响限制性核酸内切酶活性的因素
第二节 DNA连接酶
一、概念与机理
二、DNA连接酶的种类
三、DNA连接酶的反应体系
四、影响连接反应的因素
第三节 DNA聚合酶
一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ
二、Klenow片段
三、T4噬菌体DNA聚合酶
四、T7噬菌体DNA聚合酶与测序酶
五、Taq DNA聚合酶
六、逆转录酶
第四节 末端脱氧核苷酸转移酶
第五节 核酸酶
一、核糖核酸酶
二、脱氧核糖核酸酶Ⅰ
三、S1核酸酶
第六节 核酸外切酶
一、大肠杆菌核酸外切酶Ⅶ
二、大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ
三、Bal 31核酸酶
第七节 T4噬菌体多核苷酸激酶
一、T4噬菌体多核苷酸激酶的性质
二、多核苷酸激酶的用途
第八节 碱性磷酸酶
一、碱性磷酸酶的性质
二、碱性磷酸酶的用途
本章小结
思考题
第三章 基因工程载体
第一节 质粒载体
一、质粒的一般生物学特性
二、理想质粒载体的必备条件
三、质粒载体的构建
四、常用的质粒载体类型
第二节 λ噬菌体载体
一、λ噬菌体的生物学特性
二、λ噬菌体载体的构建
三、常用的λ噬菌体载体
第三节 单链DNA噬菌体载体
一、M13噬菌体的生物学特性
二、M13噬菌体载体的构建
三、M13噬菌体载体的主要用途
四、噬菌粒载体
第四节 黏粒载体
一、黏粒载体的基本特点
二、黏粒载体的构建
三、黏粒载体在基因克隆中的应用
四、常用的黏粒载体及应用
第五节 其他载体
一、人工染色体
二、植物基因工程载体
三、动物基因工程载体
第六节 表达载体
一、表达载体构建的一般原则
二、植物表达载体
本章小结
思考题
第四章 核酸操作的基本技术
第一节 核酸的提取与纯化
一、基本原理
二、微生物DNA的提取
三、动物细胞DNA的提取
四、植物细胞核DNA的提取
五、核外DNA的提取
六、RNA的提取
第二节 核酸的检测与保存
一、核酸的检测
二、核酸的保存
第三节 核酸的凝胶电泳
一、琼脂糖凝胶电泳
二、聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、脉冲电场凝胶电泳
第四节 核酸分子杂交
一、探针的制备
二、核酸杂交
本章小结
思考题
第五章 聚合酶链式反应
第一节 聚合酶链式反应扩增原理
第二节 聚合酶链式反应体系
一、聚合酶链式反应操作程序
二、聚合酶链式反应的成分
三、聚合酶链式反应的条件
第三节 聚合酶链式反应引物设计原则
一、引物设计的一般原则
二、引物3＇端的末位碱基
三、引物设计软件
第四节 聚合酶链式反应技术类型
一、已知DNA序列的聚合酶链式反应扩增
二、逆转录聚合酶链式反应
三、已知cDNA一端序列获得全长cDNA的聚合酶链式反应
四、已知侧翼序列聚合酶链式反应扩增
五、未知序列聚合酶链式反应扩增
六、定量聚合酶链式反应
七、免疫相关聚合酶链式反应
八、聚合酶链式反应技术衍生的分子标记
第五节 聚合酶链式反应技术应用
一、核酸的基础研究
二、序列分析
三、检测基因表达
四、从cDNA库中放大特定序列
五、研究已知片段邻近基因或未知DNA片段
六、进化分析
七、医学应用
八、分析生物学证据
九、性别控制
十、转基因检测
本章小结
思考题
第六章 基因文库的构建与目的基因的获得
第一节 真核基因组DNA文库的构建
一、用于构建基因组文库的载体
二、基因组DNA克隆片段的制备
三、重组DNA分子的构建
四、重组DNA分子导入受体细胞
五、基因文库的大小及代表性
六、基因文库的扩增、分装及保存
第二节 cDNA文库的构建
一、mRNA的提取及其完整性的确定
二、cDNA克隆载体的选择
三、cDNA克隆片段的获得
四、cDNA克隆的操作流程
五、cDNA克隆片段的分析
六、完整cDNA文库的生成
七、cDNA文库的扩增、分装及保存
第三节 目的基因的获得
一、对已知序列基因的分离
二、对未知序列基因的分离
三、基因的人工合成
本章小结
思考题
第七章 DNA体外重组与基因转移
第一节 重组DNA分子的构建
一、重组DNA的概念
二、载体DNA与外源基因片段的连接
第二节 基因转移
一、重组DNA向细菌细胞转入
二、外源目的基因向真核细胞转入
本章小结
思考题
第八章 重组子的筛选与鉴定
第一节 遗传学检测法
一、根据载体表型特征的筛选
二、根据插入基因遗传性状的筛选
第二节 核酸分子杂交检测法
一、菌落印迹原位杂交
二、斑点印迹杂交
三、Souithern印迹杂交
第三节 物理检测法
一、直接凝胶电泳检测法
二、限制性核酸内切酶酶切片段分析法
第四节 免疫化学检测法
一、放射性抗体检测法
二、免疫沉淀检测法
三、Western印迹分析法
第五节 核酸序列分析及其他方法
一、核酸序列分析
二、PCR法
三、Northern印迹分析
本章小结
思考题
第九章 外源基因的表达
第一节 外源基因在大肠杆菌中的表达
一、正确表达的基本条件
二、常用的大肠杆菌表达载体
三、外源蛋白质表达部位
四、提高外源基因表达效率的方法
五、表达产物的检测
六、表达实例：人生长素基因在大肠杆菌中的表达
第二节 真核细胞表达系统概述
一、酵母表达体系
二、昆虫细胞表达体系
三、哺乳动物细胞表达体系
本章小结
思考题
第十章 微生物基因工程
第一节 细菌基因工程
一、实现外源基因表达的基本操作
二、大肠杆菌工程菌的构建策略
三、基因工程菌遗传不稳定性及其对策
四、细菌表达异源蛋白的流程
第二节 酵母菌基因工程
一、酵母菌宿主系统
二、酵母菌的载体系统
三、酵母菌的转化系统
四、酵母菌的表达系统
五、酵母菌的蛋白修饰分泌系统
第三节 其他微生物系统在基因工程中的利用
一、芽孢杆菌在基因工程中的应用
二、棒状杆菌在基因工程中的应用
三、假单胞杆菌在基因工程中的应用
四、链霉菌在基因工程中的应用
第四节 微生物基因工程的应用
一、重组微生物工程菌与人类药物生产
二、重组微生物工程菌与疫苗生产
三、重组微生物工程菌与食品、饲料工业
四、重组微生物工程菌与环境保护
五、重组微生物工程菌与农业生产
本章小结
思考题
第十一章 植物基因工程
第一节 农杆菌及其转化体系
一、根癌农杆菌的生物学特征
二、Ti质粒的结构和功能
三、Ti质粒的转化机理
四、Ti质粒载体的改造与表达载体的构建
五、Ri质粒载体系统
第二节 目的基因的导入
一、植物转化的受体系统及其考虑因素
二、基因的导入方法
第三节 外源基因的表达、检测与遗传特性
一、转基因植物外源基因的表达及其调控
二、外源基因的检测
三、转基因植物的遗传特性
第四节 植物基因工程的应用
一、植物基因工程在植物分子生物学研究中的应用
二、改良植物品种
三、转基因植物作为生物反应器
本章小结
思考题
第十二章 动物基因工程
第一节 动物基因工程的概念与发展
第二节 动物目的基因的选择与表达载体的构建
一、动物转基因操作的一般程序
二、目的基因的选择
三、表达载体的构建
四、外源基因的组织特异性表达
第三节 基因导入的方法
一、DEAE-葡聚糖转染法
二、显微注射法
三、病毒转染法
四、胚胎干细胞介导法
五、精子载体法
六、基因同源重组法
第四节 转基因动物的鉴定
一、DNA水平的检测
二、RNA水平的检测
三、目的蛋白的检测
第五节 动物基因工程技术的应用
一、动物基因工程技术的应用
二、动物转基因技术存在的问题
三、提高转基因动物外源基因表达水平的方法与途径
四、转基因动物的应用前景
第六节 基因诊断
一、基因诊断的基本方法
二、基因芯片与疾病诊断
第七节 基因治疗
一、基因治疗概述
二、基因治疗的方式
三、基因治疗的前景
本章小结
思考题
第十三章 分子标记及基因芯片技术与应用
第一节 分子标记技术和应用
一、分子标记的概念
二、分子标记的类型
三、标记系统在应用时的选择
四、分子标记的应用
第二节 基因芯片技术和应用
一、概念
二、基因芯片类型
三、基因芯片的实验操作
四、基因芯片的应用
五、使用基因芯片时应注意的问题
本章小结
思考题
第十四章 差异显示技术及其应用
第一节 mRNA差异显示技术
一、mRNA差异显示的基本原理
二、mRNA差异显示实验的基本过程
三、差异显示方法的优缺点
四、差异显示的应用
第二节 扣除杂交技术
第三节 代表性差异分析技术
一、代表性差异分析技术原理
二、代表性差异分析技术主要步骤
三、代表性差异分析技术的优缺点
第四节 抑制性衰减杂交技术
一、原理
二、抑制性衰减杂交操作程序
三、抑制性衰减杂交的优缺点
第五节 基因表达系列分析
一、基本原理
二、操作步骤
三、基因表达系列分析的优缺点
第六节 差异显示技术的应用
一、分析基因表达差异
二、寻找遗传标记
三、绘制染色体表达图谱
四、分离特异表达的基因
五、检查cDNA文库的质量
六、鉴定种属特异性
七、临床诊断遗传疾病
本章小结
思考题
第十五章 生物信息学
第一节 生物信息学概论
一、蛋白质和核酸序列的测定
二、生物大分子空间结构的测定
三、生物学信息的迅猛增长
四、生物信息学的基本概念及研究内容
五、生物信息学研究的热点领域
第二节 生物信息数据库
一、核酸序列数据库
二、蛋白质序列数据库
三、大分子空间结构数据库
四、基因组数据库
第三节 数据的查询和提交
一、Entrez查询系统
二、SRS数据库查询系统
三、数据提交
第四节 序列比对和数据库搜索
一、序列比对原理
二、Blast
第五节 多序列比对及系统发育分析
一、多序列比对分析
二、系统发育分析
本章小结
思考题
第十六章 基因工程规则、专利及安全性
第一节 基因工程研究实验室安全性基本要求
第二节 基因工程产品的释放规则及要求
一、基因工程药物投放的规则和要求
二、转基因植物品种的释放要求
三、ISO认证
第三节 现代生物技术专利
一、专利申请的要求
二、现代生物技术专利类型
三、专利的地域性
四、专利与基础研究
第四节 现代生物技术的社会伦理问题
第五节 基因工程产品的安全性问题
一、环境安全性
二、转基因食品安全性
本章小结
思考题
主要参考文献
目录
前言
第一章 绪论
第一节 基因工程的概念
第二节 基因工程的诞生与发展
一、基因工程诞生的理论基础
二、基因工程的诞生
三、基因工程的发展
第三节 基因工程研究的主要内容
一、基因工程研究的主要内容
二、基因工程的基本操作程序
三、基因工程的基本操作内容
第四节 基因工程的意义与发展前景
一、基因工程研究的意义
二、基因工程发展前景
本章小结
思考题
第二章 基因工程工具酶
第一节 限制性核酸内切酶
一、宿主的限制和修饰现象
二、限制性核酸内切酶的类型
三、限制性核酸内切酶的命名
四、Ⅱ型限制性核酸内切酶的基本特性
五、Ⅱ型限制性核酸内切酶的反应条件
六、影响限制性核酸内切酶活性的因素
第二节 DNA连接酶
一、概念与机理
二、DNA连接酶的种类
三、DNA连接酶的反应体系
四、影响连接反应的因素
第三节 DNA聚合酶
一、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ
二、Klenow片段
三、T4噬菌体DNA聚合酶
四、T7噬菌体DNA聚合酶与测序酶
五、Taq DNA聚合酶
六、逆转录酶
第四节 末端脱氧核苷酸转移酶
第五节 核酸酶
一、核糖核酸酶
二、脱氧核糖核酸酶Ⅰ
三、S1核酸酶
第六节 核酸外切酶
一、大肠杆菌核酸外切酶Ⅶ
二、大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ
三、Bal 31核酸酶
第七节 T4噬菌体多核苷酸激酶
一、T4噬菌体多核苷酸激酶的性质
二、多核苷酸激酶的用途
第八节 碱性磷酸酶
一、碱性磷酸酶的性质
二、碱性磷酸酶的用途
第三章 基因工程载体
第一节 质粒载体
一、质粒的一般生物学特性
二、理想质粒载体的必备条件
三、质粒载体的构建
四、常用的质粒载体类型
第二节 λ噬菌体载体
一、λ噬菌体的生物学特性
二、λ噬菌体载体的构建
三、常用的λ噬菌体载体
第三节 单链DNA噬菌体载体
一、M13噬菌体的生物学特性
二、M13噬菌体载体的构建
三、M13噬菌体载体的主要用途
四、噬菌粒载体
第四节 黏粒载体
一、黏粒载体的基本特点
二、黏粒载体的构建
三、黏粒载体在基因克隆中的应用
四、常用的黏粒载体及应用
第五节 其他载体
一、人工染色体
二、植物基因工程载体
三、动物基因工程载体
第六节 表达载体
一、表达载体构建的一般原则
二、植物表达载体
第四章 核酸操作的基本技术
第一节 核酸的提取与纯化
一、基本原理
二、微生物DNA的提取
三、动物细胞DNA的提取
四、植物细胞核DNA的提取
五、核外DNA的提取
六、RNA的提取
第二节 核酸的检测与保存
一、核酸的检测
二、核酸的保存
第三节 核酸的凝胶电泳
一、琼脂糖凝胶电泳
二、聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、脉冲电场凝胶电泳
第四节 核酸分子杂交
一、探针的制备
二、核酸杂交
第五章 聚合酶链式反应
第一节 聚合酶链式反应扩增原理
第二节 聚合酶链式反应体系
一、聚合酶链式反应操作程序
二、聚合酶链式反应的成分
三、聚合酶链式反应的条件
第三节 聚合酶链式反应引物设计原则
一、引物设计的一般原则
二、引物3＇端的末位碱基
三、引物设计软件
第四节 聚合酶链式反应技术类型
一、已知DNA序列的聚合酶链式反应扩增
二、逆转录聚合酶链式反应
三、已知cDNA一端序列获得全长cDNA的聚合酶链式反应
四、已知侧翼序列聚合酶链式反应扩增
五、未知序列聚合酶链式反应扩增
六、定量聚合酶链式反应
七、免疫相关聚合酶链式反应
八、聚合酶链式反应技术衍生的分子标记
第五节 聚合酶链式反应技术应用
一、核酸的基础研究
二、序列分析
三、检测基因表达
四、从cDNA库中放大特定序列
五、研究已知片段邻近基因或未知DNA片段
六、进化分析
七、医学应用
八、分析生物学证据
九、性别控制
十、转基因检测
第六章 基因文库的构建与目的基因的获得
第一节 真核基因组DNA文库的构建
一、用于构建基因组文库的载体
二、基因组DNA克隆片段的制备
三、重组DNA分子的构建
四、重组DNA分子导入受体细胞
五、基因文库的大小及代表性
六、基因文库的扩增、分装及保存
第二节 cDNA文库的构建
一、mRNA的提取及其完整性的确定
二、cDNA克隆载体的选择
三、cDNA克隆片段的获得
四、cDNA克隆的操作流程
五、cDNA克隆片段的分析
六、完整cDNA文库的生成
七、cDNA文库的扩增、分装及保存
第三节 目的基因的获得
一、对已知序列基因的分离
二、对未知序列基因的分离
三、基因的人工合成
第七章 DNA体外重组与基因转移
第一节 重组DNA分子的构建
一、重组DNA的概念
二、载体DNA与外源基因片段的连接
第二节 基因转移
一、重组DNA向细菌细胞转入
二、外源目的基因向真核细胞转入
第八章 重组子的筛选与鉴定
第一节 遗传学检测法
一、根据载体表型特征的筛选
二、根据插入基因遗传性状的筛选
第二节 核酸分子杂交检测法
一、菌落印迹原位杂交
二、斑点印迹杂交
三、Souithern印迹杂交
第三节 物理检测法
一、直接凝胶电泳检测法
二、限制性核酸内切酶酶切片段分析法
第四节 免疫化学检测法
一、放射性抗体检测法
二、免疫沉淀检测法
三、Western印迹分析法
第五节 核酸序列分析及其他方法
一、核酸序列分析
二、PCR法
三、Northern印迹分析
第九章 外源基因的表达
第一节 外源基因在大肠杆菌中的表达
一、正确表达的基本条件
二、常用的大肠杆菌表达载体
三、外源蛋白质表达部位
四、提高外源基因表达效率的方法
五、表达产物的检测
六、表达实例：人生长素基因在大肠杆菌中的表达
第二节 真核细胞表达系统概述
一、酵母表达体系
二、昆虫细胞表达体系
三、哺乳动物细胞表达体系
第十章 微生物基因工程
第一节 细菌基因工程
一、实现外源基因表达的基本操作
二、大肠杆菌工程菌的构建策略
三、基因工程菌遗传不稳定性及其对策
四、细菌表达异源蛋白的流程
第二节 酵母菌基因工程
一、酵母菌宿主系统
二、酵母菌的载体系统
三、酵母菌的转化系统
四、酵母菌的表达系统
五、酵母菌的蛋白修饰分泌系统
第三节 其他微生物系统在基因工程中的利用
一、芽孢杆菌在基因工程中的应用
二、棒状杆菌在基因工程中的应用
三、假单胞杆菌在基因工程中的应用
四、链霉菌在基因工程中的应用
第四节 微生物基因工程的应用
一、重组微生物工程菌与人类药物生产
二、重组微生物工程菌与疫苗生产
三、重组微生物工程菌与食品、饲料工业
四、重组微生物工程菌与环境保护
五、重组微生物工程菌与农业生产
第十一章 植物基因工程
第一节 农杆菌及其转化体系
一、根癌农杆菌的生物学特征
二、Ti质粒的结构和功能
三、Ti质粒的转化机理
四、Ti质粒载体的改造与表达载体的构建
五、Ri质粒载体系统
第二节 目的基因的导入
一、植物转化的受体系统及其考虑因素
二、基因的导入方法
第三节 外源基因的表达、检测与遗传特性
一、转基因植物外源基因的表达及其调控
二、外源基因的检测
三、转基因植物的遗传特性
第四节 植物基因工程的应用
一、植物基因工程在植物分子生物学研究中的应用
二、改良植物品种
三、转基因植物作为生物反应器
第十二章 动物基因工程
第一节 动物基因工程的概念与发展
第二节 动物目的基因的选择与表达载体的构建
一、动物转基因操作的一般程序
二、目的基因的选择
三、表达载体的构建
四、外源基因的组织特异性表达
第三节 基因导入的方法
一、DEAE-葡聚糖转染法
二、显微注射法
三、病毒转染法
四、胚胎干细胞介导法
五、精子载体法
六、基因同源重组法
第四节 转基因动物的鉴定
一、DNA水平的检测
二、RNA水平的检测
三、目的蛋白的检测
第五节 动物基因工程技术的应用
一、动物基因工程技术的应用
二、动物转基因技术存在的问题
三、提高转基因动物外源基因表达水平的方法与途径
四、转基因动物的应用前景
第六节 基因诊断
一、基因诊断的基本方法
二、基因芯片与疾病诊断
第七节 基因治疗
一、基因治疗概述
二、基因治疗的方式
三、基因治疗的前景
第十三章 分子标记及基因芯片技术与应用
第一节 分子标记技术和应用
一、分子标记的概念
二、分子标记的类型
三、标记系统在应用时的选择
四、分子标记的应用
第二节 基因芯片技术和应用
一、概念
二、基因芯片类型
三、基因芯片的实验操作
四、基因芯片的应用
五、使用基因芯片时应注意的问题
第十四章 差异显示技术及其应用
第一节 mRNA差异显示技术
一、mRNA差异显示的基本原理
二、mRNA差异显示实验的基本过程
三、差异显示方法的优缺点
四、差异显示的应用
第二节 扣除杂交技术
第三节 代表性差异分析技术
一、代表性差异分析技术原理
二、代表性差异分析技术主要步骤
三、代表性差异分析技术的优缺点
第四节 抑制性衰减杂交技术
一、原理
二、抑制性衰减杂交操作程序
三、抑制性衰减杂交的优缺点
第五节 基因表达系列分析
二、操作步骤
三、基因表达系列分析的优缺点
第六节 差异显示技术的应用
一、分析基因表达差异
二、寻找遗传标记
三、绘制染色体表达图谱
四、分离特异表达的基因
五、检查cDNA文库的质量
六、鉴定种属特异性
七、临床诊断遗传疾病
第十五章 生物信息学
第一节 生物信息学概论
一、蛋白质和核酸序列的测定
二、生物大分子空间结构的测定
三、生物学信息的迅猛增长
四、生物信息学的基本概念及研究内容
五、生物信息学研究的热点领域
第二节 生物信息数据库
一、核酸序列数据库
二、蛋白质序列数据库
三、大分子空间结构数据库
四、基因组数据库
第三节 数据的查询和提交
一、Entrez查询系统
二、SRS数据库查询系统
三、数据提交
第四节 序列比对和数据库搜索
一、序列比对原理
二、Blast
第五节 多序列比对及系统发育分析
一、多序列比对分析
二、系统发育分析
第十六章 基因工程规则、专利及安全性
第一节 基因工程研究实验室安全性基本要求
第二节 基因工程产品的释放规则及要求
一、基因工程药物投放的规则和要求
二、转基因植物品种的释放要求
三、ISO认证
第三节 现代生物技术专利
一、专利申请的要求
二、现代生物技术专利类型
三、专利的地域性
四、专利与基础研究
第四节 现代生物技术的社会伦理问题
第五节 基因工程产品的安全性问题
一、环境安全性
二、转基因食品安全性
主要参考文献