标题：基因工程：原理、方法与应用
图书信息
书名：基因工程——原理、方法与应用[1]
书号：9787302185970  
作者：许煜泉、白林泉、黄显清、杨立桃 
定价：39元
出版日期：2008-12-1
出版社：清华大学出版社
内容简介
基因工程是建立在基因分子生物学的理论基础上发展起来的一门年轻学科。本教材首先以基因的信息流为线束，对基因的复制、转录、翻译以及基因表达调控的分子生物学理论作了系统介绍。在此基础上，详细讨论基因克隆的工具、基因操纵和重组技术、重组基因导入各种生物体的方法以及转基因生物中目的基因的监测及分析技术；同时，全面地介绍了基因工程对分子生物学的理论研究，在重组蛋白的合成以及医学、农业和法医学等各领域的应用中所取得的最新发展和成就。最后，讨论了转基因产品和生物技术对人体健康、环境安全以及伦理学上可能产生的危害及争论。
本书作为工程硕士专业基因工程的核心教材，也可供各相关专业和学科的教师、学生和科研工作者参考。
前言
20世纪70年代诞生的基因工程技术，开创了人类按照自己的意愿在体外操纵生命过程的新纪元。在随后的30～40年间，基因工程技术取得了巨大的令人鼓舞的成就。根据全国工程硕士专业学位教育指导委员会的建议，使攻读工程硕士学位的研究生能及时地了解和跟踪这一领域的最新进展，促进工程硕士研究生教育质量的提高，加强工程硕士研究生教育的核心教材建设，我们组织了富有基因工程技术教学经验和实际操作能力的教授编写了这本教材。
根据工程硕士研究生现有的知识结构和实际情况,考虑到本课程的系统性，本教材的内容分为上、中、下3篇。将基因的信息流作为上篇，系统介绍基因的复制和表达及其调节控制的分子生物学基础理论；中篇重点讲解基因操作的基本技术和相关原理，其中包括目的基因的获得、基因的体外重组、基因的转化、重组体的筛选与检测、基因的扩增与表达等核心内容；下篇系统介绍基因工程技术在医药、食品、农业等领域取得的最新进展和实际应用，并就基因工程的安全性问题进行了简单的论述。
基因工程已被指定为生物工程硕士专业的一门核心课程，本教材力求在介绍基因工程基本原理的基础上，结合基因工程实践中发展起来的最新技术和成果作一全面总结。期望通过本课程的学习，使研究生能掌握并熟悉基因工程的原理和基本操作技术，了解基因工程在植物、动物、微生物、医疗、制药等方面应用的策略、思路和最新进展。
在本教材中，白林泉编写并校对了第5、6、7章,黄显清编写了第13章以及第11章的基因疫苗和基因诊断部分，杨立桃编写了第3章中的基因表达调控、第8章中基因定位以及第12章中的各种植物基因工程等有关内容，其余部分由许煜泉编写。许煜泉教授为本书做了全面的整合、修改和审定。感谢张红艳为本教材的编排做了大量工作。在本教材的编写过程中得到了清华大学出版社柳萍等有关同志的热情指导、帮助和支持，在此表示衷心的感谢。
在本教材中选用了T. A. Brown编写的?Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction?(fourth edition)和P. C. Turner, A. G. Mclennean A. D. Bates, M. R. H. White编写的?Instance Notes in Molecular Biology? (second edition)教材中部分图谱，在此表示衷心谢意。我们对图谱的标注和内容做了翻译和修改。
近年来，随着分子生物学的飞速发展，有关基因工程原理与技术的研究和进展迅猛异常，加之编写时间仓促和各位编写人员的学术水平、研究领域的局限性，书中出现错误和不足之处在所难免，衷心希望使用本书的研究生和同行专家提出宝贵的意见并给予批评、斧正，以便再版时加以进一步的改正和完善。
目录
第1章 导论/1
1.1 基因的本质是DNA1
1.2 基因工程的诞生和发展1
1.2.1 基因工程的诞生1
1.2.2 基因工程的发展3
1.3 基因工程的应用4
上篇 基因的信息流
第2章 基因信息的复制/8
2.1 复制的基本概念8
2.1.1 半保留复制机制8
2.1.2 复制子和复制起始区9
2.1.3 半不连续复制9
2.2 细菌染色体DNA的复制12
2.2.1 复制起始12
2.2.2 延伸13
2.2.3 终止和分离14
2.3 细胞周期及其调控机制14
2.3.1 细胞周期14
2.3.2 关卡及其调节15
2.3.3 细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖激酶15
2.3.4 细胞周期的活化和癌症16
2.4 真核生物DNA的复制17
2.4.1 起始区和复制的起始17
2.4.2 复制叉17
2.4.3 端粒的复制18
2.5 DNA的突变、修复与重组19
2.5.1 DNA的突变与损伤19
2.5.2 DNA修复22
2.5.3 DNA 重组25
第3章 基因信息的转录/29
3.1 原核生物的基因转录30
3.1.1 大肠杆菌的RNA聚合酶30
3.1.2 大肠杆菌的σ70 启动子31
3.1.3 转录的起始、延伸和终止32
3.2 原核基因转录的调控35
3.2.1 乳糖操纵子36
3.2.2 色氨酸操纵子与衰减子38
3.2.3 更替σ因子调控转录41
3.2.4 菌群传感43
3.2.5 小RNA分子对基因表达的调控作用43
3.3 真核生物基因的转录45
3.3.1 3种RNA聚合酶的特点和功能45
3.3.2 RNA聚合酶I基因47
3.3.3 RNA聚合酶III基因48
3.3.4 RNA聚合酶II基因的启动子和增强子51
3.3.5 RNA聚合酶II的转录起始和基本转录因子52
3.4 真核生物基因转录的调控54
3.4.1 转录因子的特点58
3.4.2 转录因子与DNA结合的结构域59
3.4.3 转录因子中的转录活化结构域62
3.4.4 转录因子的抑制作用62
3.4.5 调节转录的靶位62
3.5 真核生物基因转录调控的实例63
3.5.1 构成性转录因子SP163
3.5.2 甾醇类激素及其受体的调节作用63
3.5.3 信号转递和转录活化（STAT）蛋白的磷酸化调节64
3.5.4 人类免疫缺损病毒Tat蛋白活化转录延伸64
3.6 RNA转录本的加工和RNPs66
3.6.1 rRNA的加工和核糖体66
3.6.2 tRNA的加工、RNase P和酶活性RNA67
3.6.3 mRNA的加工、hnRNPs和snRNPs68
3.6.4 mRNA 加工方式的改变71
3.6.5 RNA的编辑71
3.6.6 miRNA及其加工72
第4章 基因信息的翻译/74
4.1 遗传密码74
4.2 tRNA的结构和功能77
4.3 原核生物中蛋白质的合成79
4.3.1 密码子与反密码子的相互作用79
4.3.2 蛋白质合成的过程81
4.4 真核生物中的蛋白质合成84
4.5 翻译的调控机制和翻译后的加工87
中篇 基因的克隆及其功能分析
第5章 DNA的克隆/92
5.1 DNA克隆的载体93
5.1.1 质粒93
5.1.2 噬菌体95
5.2 DNA的制备98
5.2.1 制备细菌细胞总DNA98
5.2.2 制备质粒DNA101
5.2.3 制备噬菌体DNA105
5.2.4 DNA的定性和定量分析106
5.3 DNA操作的工具酶107
5.3.1 限制性核酸内切酶107
5.3.2 DNA连接酶和连接反应112
5.3.3 核酸酶116
5.3.4 DNA聚合酶117
5.3.5 磷酸酶117
5.3.6 其他工具酶117
第6章 DNA的导入技术及其载体/118
6.1 DNA导入法119
6.1.1 大肠杆菌中的常规转化119
6.1.2 大肠杆菌的电转化120
6.1.3 啤酒酵母细胞的转化121
6.1.4 机械导入法121
6.2 重组子的识别122
6.2.1 抗性基因的插入失活122
6.2.2 基于半乳糖苷酶基因?lacZ?的α-互补筛选122
6.2.3 聚果糖蔗糖转移酶基因的筛选123
6.3 噬菌体DAN导入细菌细胞124
6.3.1 转染124
6.3.2 噬菌体的转导124
6.3.3 重组噬菌体的识别125
6.4 大肠杆菌中的质粒载体125
6.4.1 质粒pBR322的优良性质126
6.4.2 其他典型的大肠杆菌质粒载体126
6.5 基于M13噬菌体的克隆载体128
6.5.1 M13mp2克隆载体的构建129
6.5.2 具有多克隆位点的M13mp7129
6.5.3 复杂的M13克隆载体130
6.5.4 质粒与M13杂合的克隆载体131
6.6 以细菌噬菌体λ为基础的克隆载体132
6.6.1 λ基因组中的非必需区132
6.6.2 筛选限制性位点缺失的λ噬菌体133
6.6.3 插入载体和取代载体133
6.6.4 利用λ插入载体和取代载体的克隆试验134
6.6.5 柯斯质粒135
6.6.6 大容量载体： BACs和PACs136
6.7 真核生物的克隆载体137
6.7.1 利用酵母中的载体137
6.7.2 高等植物的克隆载体140
6.7.3 动物的克隆载体142
第7章 目标基因的获得/145
7.1 筛选克隆基因的两种基本手段145
7.1.1 直接筛选145
7.1.2 构建基因组文库146
7.2 从文库中筛选目标基因148
7.2.1 DNA分子探针和杂交148
7.2.2 制备杂交探针149
7.2.3 免疫学筛选151
7.3 目标基因的化学合成152
7.4 聚合酶链式反应（PCR) 154
7.4.1 PCR的发展历史154
7.4.2 PCR的过程154
7.4.3 PCR的温度循环155
7.4.4 PCR反应的优化155
7.4.5 各种不同的PCR158
7.4.6 PCR的后续工作159
7.4.7 PCR的应用160
第8章 基因的结构和功能分析/164
8.1 基因的定位164
8.1.1 Southern转移164
8.1.2 正交交变电场凝胶电泳166
8.1.3 原位杂交167
8.2 基因所属连锁群或染色体的测定168
8.2.1 系谱分析法168
8.2.2 非整倍体测交法169
8.2.3 四分体分析法170
8.2.4 连锁群法170
8.2.5 利用染色体易位的基因定位172
8.3 基因在染色体上的位置测定173
8.3.1 根据重组频率的基因定位173
8.3.2 根据所测基因在某一已知染色体区段中是否存在的基因定位175
8.3.3 根据并发事件的基因定位176
8.3.4 根据基因行为的定位176
8.3.5 测定绝对位置的基因定位177
8.4 基因精细结构分析179
8.4.1 根据重组频率的基因定位179
8.4.2 缺失定位法179
8.4.3 共转导定位法179
8.4.4 体细胞重组定位法180
8.4.5 基因转变的梯度定位法180
8.5 DNA测序181
8.5.1 链末端终止法181
8.5.2 化学裂解法183
8.5.3 PCR产物的直接测序184
8.5.4 自动化测序184
8.5.5 长序列拼接185
8.6 基因表达的分析186
8.6.1 电子显微镜下的核酸分子187
8.6.2 利用核酸酶分析DNA-RNA杂合体187
8.6.3 引物延伸法分析转录物188
8.6.4 研究RNA转录物的其他技术188
8.7 基因表达的调节研究190
8.7.1 DNA蛋白质复合物的凝胶阻滞191
8.7.2 足迹法与DNaseI192
8.7.3 修饰干扰分析192
8.7.4 缺失分析193
8.7.5 报道基因195
8.8 识别目标基因的产物和功能196
8.8.1 杂交体释放翻译法和杂交体捕获翻译法196
8.8.2 体外突变分析蛋白质功能197
8.9 研究目标基因产物的相互关系200
8.9.1 噬菌体展示200
8.9.2 酵母双杂交系统200
第9章 基因组学/203
9.1 基因组序列的测定204
9.1.1 鸟枪法204
9.1.2 重叠群克隆法206
9.1.3 遗传图谱法协助序列装配207
9.2 后基因组时代--理解基因组序列208
9.2.1 识别基因组序列中的基因209
9.2.2 未知基因的功能测定210
9.3 各种组学的研究211
9.3.1 转录组学的研究211
9.3.2 蛋白质组学的研究212
9.3.3 代谢物组学的研究213
9.4 系统生物学213
9.4.1 系统生物学的目标213
9.4.2 整合是系统生物学的灵魂214
9.4.3 信息是系统生物学的基础215
9.4.4 干涉是系统生物学的钥匙216
下篇 基因工程的应用
第10章 利用基因工程生产重组蛋白/220
10.1 大肠杆菌中表达外源基因的专一性载体220
10.1.1 表达载体中的启动子220
10.1.2 基因盒和基因融合223
10.1.3 大肠杆菌生产重组蛋白的困难225
10.2 利用真核细胞生产重组蛋白226
10.2.1 在酵母和丝状真菌中生产重组蛋白226
10.2.2 在动物细胞和昆虫细胞中生产重组蛋白228
10.2.3 利用动植物体生产重组蛋白229
第11章 基因工程在医学上的应用/231
11.1 生产重组药物231
11.1.1 重组胰岛素231
11.1.2 在大肠杆菌中合成人体的生长激素233
11.1.3 重组凝血因子VIII的合成234
11.1.4 合成其他重组人体蛋白235
11.2 基因工程疫苗236
11.2.1 疫苗与基因工程疫苗236
11.2.2 基因工程亚单位疫苗238
11.2.3 基因工程减毒疫苗239
11.2.4 活重组疫苗240
11.2.5 DNA疫苗242
11.2.6 转基因植物口服疫苗243
11.3 基因诊断243
11.3.1 基因诊断的概念243
11.3.2 基因诊断的原理244
11.3.3 基因诊断的对象245
11.3.4 基因诊断的特点246
11.3.5 基因诊断的基本技术247
11.3.6 识别人类遗传疾病相关的基因253
11.4 基因治疗255
11.4.1 基因治疗遗传疾病255
11.4.2 基因治疗和癌症256
11.4.3 基因治疗的伦理学257
第12章 基因工程在农业上的应用/258
12.1 增添基因与植物遗传工程260
12.1.1 植物体自身生产杀虫剂262
12.1.2 其他添加基因的课题262
12.2 删除基因264
12.2.1 反义技术的原理264
12.2.2 反义RNA和番茄果实成熟的基因工程265
12.2.3 反义RNA在植物基因工程中的其他应用266
12.3 各种植物基因工程266
12.3.1 转基因植物作为生物反应器生产药物266
12.3.2 不断完善转基因植物稳定高效表达技术267
12.3.3 转基因培育高产作物269
12.3.4 转基因培育优质作物270
12.3.5 转基因培育抗真菌病害的作物271
12.3.6 转基因培育抗除草剂作物273
12.3.7 转基因培育耐环境胁迫的作物273
12.4 转基因植物的安全性275
12.4.1 筛选标记的安全性275
12.4.2 对环境产生不良后果的可能性276
第13章 代谢工程/277
13.1 代谢工程中的一些基本概念278
13.1.1 代谢途径与网络278
13.1.2 代谢通量及控制分析279
13.1.3 初级代谢与次级代谢280
13.2 代谢工程的基本过程与原理282
13.2.1 代谢工程的基本过程282
13.2.2 代谢工程的基本原理283
13.3 代谢工程的基本技术283
13.3.1 检测技术284
13.3.2 分析技术284
13.3.3 操作技术284
13.4 代谢工程的应用284
13.4.1 提高目标产物的产量或产率285
13.4.2 表达外源蛋白288
13.4.3 扩大底物利用范围289
13.4.4 构建新产品生物合成途径290
13.4.5 构建新的外源毒性化学物质降解途径290
13.4.6 改良细胞其他生理特性291
13.5 代谢工程与其他技术的关系291
13.5.1 代谢工程与“组学”技术292
13.5.2 代谢工程与计算系统生物学293
13.5.3 代谢工程与蛋白质工程294
13.5.4 代谢工程与组合生物学294
13.5.5 全局转录机器工程技术295
13.5.6 文库筛选技术295
13.6 组合生物合成296
13.6.1 聚酮合酶及聚酮类生物合成机理296
13.6.2 聚酮类的组合生物合成298
第14章 基因克隆和法医学/301
14.1 DNA分析和罪犯嫌疑人的识别301
14.1.1 利用分子杂交探针分析遗传指纹301
14.1.2 PCR短串联重复序列和DNA图谱302
14.2 利用DNA图谱研究亲属关系303
14.2.1 具有亲缘关系的个人具有相似的DNA图谱303
14.2.2 DNA图谱和罗曼诺夫的遗骸304
14.3 性别的识别研究和DNA分析305
参考文献/308