目录

第一章基因、基因组与基因组学 

第一节基因 

一、基因概念的提出与发展 

二、基因的化学本质 

三、DNA的分子结构 

四、基因的组构 

第二节基因组 

一、真核生物染色体基因组的特点 

二、原核生物染色体基因组的特点 

三、病毒基因组的特点 

第三节基因组学 

一、结构基因组学 

二、功能基因组学 

三、比较基因组学 

第二章蛋白质、蛋白质组和蛋白质组学 

第一节蛋白质 

一、蛋白质的一级结构 

二、蛋白质的空间结构 

三、蛋白质结构与功能的关系 

第二节蛋白质组与蛋白质组学 

一、蛋白质组 

二、蛋白质组学 

三、蛋白质组学研究的技术方法 

四、生物信息学在蛋白质学研究中的应用 

第三章DNA的生物合成 

第一节遗传学的中心法则和DNA复制的特点 

一、遗传学的中心法则 

二、DNA复制的特点 

第二节DNA复制的酶学 

一、DNA聚合酶 

二、DNA的超螺旋结构及拓扑异构酶 

第三节DNA生物合成过程 

一、DNA复制的起始 

二、DNA链的延长 

三、DNA复制的终止 

四、其他环状DNA分子的复制 

第四节DNA的损伤与修复 

一、DNA的损伤 

二、DNA损伤的修复 

第四章DNA的体外扩增与测序 

第一节聚合酶链反应 

一、PCR基本原理 

二、PCR反应体系 

三、PCR反应条件 

四、PCR扩增产物的分析 

五、PCR技术应用进展 

第二节DNA测序技术 

一、双脱氧链末端终止法 

二、化学降解法 

三、DNA自动化测序 

四、DNA测序技术的应用 

第五章基因表达 

第一节RNA的生物合成 

一、转录体系 

二、转录过程 

三、转录后的加工 

第二节蛋白质的生物合成 

一、蛋白质合成体系 

二、蛋白质的生物合成过程 

三、真核生物与原核生物蛋白质合成的异同 

四、蛋白质生物合成后的加工和运输 

第六章体外转录与翻译体系的建立 

第一节基因的体外转录 

一、基因体外转录的基本原理 

二、基因体外转录的意义及应用 

第二节基因的体外翻译 

一、基因体外翻译的基本原理 

二、基因体外翻译的应用 

第七章基因表达调控 

第一节基因表达调控基本概念 

一、基因表达的规律 

二、基因表达的方式 

三、与基因表达调控相关的基本概念 

四、基因表达的调控环节 

五、基因表达调控的意义 

第二节原核生物基因表达调控 

一、原核生物基因表达调控的特点 

二、转录水平调控 

三、原核基因在翻译水平的调控 

第三节真核生物基因表达的调控 

一、真核生物基因表达调控的特点 

二、DNA水平的调控 

三、转录水平的调控 

四、转录后水平的调控 

五、翻译水平的调控 

六、翻译后水平调控 

第八章表观遗传学 

第一节概述 

一、表观遗传学基本概念 

二、表观遗传学的研究内容 

三、表观遗传学研究的意义 

第二节表观遗传学作用的机制 

一、DNA甲基化 

二、组蛋白修饰 

三、染色质重塑 

四、非编码RNA的调控 

五、其他表观遗传机制 

第三节表观遗传学与人类疾病 

一、表观遗传与癌症 

二、表观遗传学与代谢综合征 

三、表观遗传与自身免疫性疾病 

四、表观遗传与心血管疾病 

第九章基因工程 

第一节基因工程的工具酶 

一、限制性核酸内切酶 

二、其他常用的工具酶 

第二节基因工程的载体 

一、常用的克隆载体 

二、常用的表达载体 

第三节基因工程的基本过程 

一、目的基因的制备及常用分离方法 

二、载体的选择和构建 

三、目的基因与载体DNA的体外连接 

四、重组DNA导入受体细胞 

五、重组体的筛选与鉴定 

六、外源基因的表达 

第四节基因工程的应用 

一、定点诱变技术 

二、基因诊断与基因治疗 

三、遗传病的预防 

四、基因工程药物、疫苗及抗体 

五、基因靶向技术和转基因技术 

第十章转基因技术 

第一节转基因动物 

一、转基因动物的基本原理与方法 

二、转基因动物的检测 

三、转基因动物的应用 

第二节转基因植物 

一、基本原理及方法 

二、转基因植物的应用 

三、转基因植物的安全性评价 

第十一章SiRNA与MiRNA 

第一节RNAi及siRNA 

一、RNA干涉的基本过程和共同特点 

二、RNA干涉的功能及应用 

三、RNAi技术的基本程序 

第二节MicroRNA和基因沉默 

一、miRNA 

二、循环miRNA 

三、miRNA的生理功能 

四、问题和展望 

第十二章基因靶向技术 

第一节基因靶向技术基础 

一、同源重组 

二、胚胎干细胞分离和体外培养 

第二节基因靶向技术的原理和方法 

一、基因靶向技术的原理 

二、常用于基因敲除的分子生物学方法 

三、利用同源重组构建基因敲除小鼠模型的步骤 

四、条件性基因敲除与诱导性基因敲除 

第三节基因靶向技术应用及前景 

第十三章基因诊断 

第一节基因诊断的基本技术 

一、核酸分子杂交 

二、聚合酶链式反应 

三、DNA序列测定 

第二节基因诊断的基本策略 

一、点突变的检测方法 

二、基因缺失或插入的检测方法 

三、基因重排的检测方法 

四、基因扩增的检测方法 

五、基因表达异常的检测方法 

六、DNA多态性的检测方法 

第三节基因诊断的应用 

一、在遗传性疾病中的应用 

二、在恶性肿瘤中的应用 

三、在感染性疾病中的应用 

四、在法医学中的应用 

第十四章基因治疗 

第一节基因治疗的基本方法和程序 

一、基因治疗的基本方法 

二、基因治疗的基本程序 

第二节基因治疗的应用研究 

一、在遗传性疾病中的应用研究 

二、在恶性肿瘤中的应用研究 

三、在心脑血管疾病中的应用研究 

四、在病毒感染性疾病中的应用研究

前言

   在我国的临床医学教育中，五年制医学高等教育没有专门开设《医学分子生物学》这门课程，只是在《生物化学》的相关章节中简要介绍了一些相关的基本概念，缺乏方法学的介绍。为了全面提高我国普通高等医学教育医药卫生类专业人才的培养，深入落实国家中长期（２０１０～２０２０）教育改革和发展规划纲要，以及服务医疗教育体系的改革，我们在为长学制（七年制与八年制）开设《医学分子生物学》（２００１～２０１２）的讲授实践，以及自２００９年主持五年制武汉大学医学部与芝加哥大学医学院教改

实验班整合《医学分子生物学》教学内容进入整合课程的经验基础上，编写了这本《医学分子生物学》教材。分子生物学的主要研究对象是核酸和蛋白质，因此第一章与第二章分别介绍基因与基因组、蛋白质与蛋白质组的基本概念。而学习医学分子生物学的目的是为临床服务，因此最后两章（第十三章与第十四章）分别介绍基因诊断与基因治疗。以“中心法则”为主线，强调“学以致用”的原则，两章为一个单位分别撰写其余部分。第三章为“ＤＮＡ 的生物合成”，第四章则介绍ＤＮＡ 体外合成即ＰＣＲ与测序，强调第四章应用过程中涉及的理论部分就是第三章的重点内容，在实际教学中指导学生理解重点之所以成为重点的理由。以此类推：第六章是第五章的展开；第八章是第七章的补充；第九章与第十章简要介绍基因的一般操作；第十一与第十二章阐述体外基因操作如何参与体内的基因表达调控。通过本课程的学习，使学生理解基因信息传递的基本过程、基因表达调控的概念，理解体外进行基因操作的一般原理及它们在医学上的应用。总之，这本教材是本着创新的教学理念与避免传统教材“大而全”弊端的一次尝试，无论内容与形

式都可能存在很多不足，欢迎广大使用者在使用的过程中提出宝贵的指导意见。

——————武军驻