细菌分子遗传学（第三版）

1 绪论
1．1 生物界
1．1．1 真细菌
1．1．2 古菌
1．1．3 真核生物
1．1．4 原核生物和真核生物
1．2 遗传学
1．3 细菌遗传学
1．3．1 细菌是单倍体生物
1．3．2 传代时间短
1．3．3 无性繁殖
1．3．4 可在琼脂平板上形成菌落
1．3．5 菌落易于纯化
1．3．6 可进行梯度稀释
1．3．7 筛选
1．3．8 细菌菌株具有可贮存性
1．3．9 基因交换
1．4 噬菌体遗传学
1．4．1 噬菌体是单倍体
1．4．2 噬菌体筛选
1．4．3 噬菌体杂交
1．5 细菌分子遗传学发展简史
1．5．1 细菌中的遗传
1．5．2 转化
1．5．3 接合
1．5．4 转导
1．5．5 基因内重组
1．5．6 DNA半保留复制
1．5．7 mRNA
1．5．8 遗传密码
1．5．9 操纵子模型
1．5．10 分子生物学中的工具酶
1．6 内容简介
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2 细菌染色体：DNA结构？复制及分离
2．1 DNA结构
2．1．1 脱氧核糖核酸
2．1．2 DNA链
2．1．3 5′端和3′端
2．1．4 碱基配对
2．1．5 反平行结构
2．1．6 大沟和小沟
2．2 DNA复制机制
2．2．1 脱氧核糖核酸前体合成
2．2．2 脱氧核糖核酸聚合反应
2．2．3 半保留复制
2 细菌分子遗传学（第三版）
2．2．4 双链DNA的复制
2．3 复制错误
2．3．1 编辑
2．3．2 甲基化错配修复
2．3．3 编辑和错配修复在保持复制忠实性的作用
2．4 细菌染色体复制与细胞分裂
2．4．1 细菌染色体结构
2．4．2 细菌染色体复制
2．4．3 染色体复制起始
2．4．4 染色体复制终止
2．4．5 染色体分离
2．4．6 复制叉的位置
2．4．7 细胞分裂
2．4．8 细胞分裂与染色体复制的协调
2．4．9 复制起始时机
2．5 细菌拟核
2．5．1 拟核中的超螺旋
2．5．2 拓扑异构酶
2．6 细菌基因组
2．7 抗生素影响DNA复制及其结构
2．7．1 阻断前体合成的抗生素
2．7．2 阻断脱氧核糖核酸聚合的抗生素
2．7．3 影响DNA结构的抗生素
2．7．4 影响促旋酶的抗生素
2．8 DNA的分子生物学操作
2．8．1 限制性内切酶
2．8．2 分子杂交
2．8．3 DNA复制所用酶的应用
2．8．4 细菌基因组的随机鸟枪法测序
2．8．5 特殊位点突变
2．8．6 聚合酶链反应
小结
思考题
习题
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3细菌的基因表达：转录？翻译和蛋白质折叠
3．1 概要
3．2 RNA的结构和功能
3．2．1 RNA的类型
3．2．2 RNA的前体
3．2．3 RNA的结构
3．2．4 RNA加工和修饰
3．3 转录
3．3．1 细菌RNA聚合酶的结构
3．3．2 转录概述
3．3．3 转录的细节
3．3．4 rRNA和tRNA
3．4 蛋白质
3．4．1 蛋白质结构
3．4．2 翻译
3．4．3 蛋白质合成细节
3．4．4 遗传密码
3．4．5 翻译起始
3．4．6 翻译终止
3．4．7 多顺反子mRNA
3．4．8 RNA酶？mRNA加工和降解
3．5 蛋白质折叠
3．5．1 DnaK蛋白和其他Hsp70分子伴侣
3．5．2 引发因子和其他分子伴侣
3．5．3 伴侣蛋白
3．6 膜蛋白和蛋白质输出
3．6．1 转移酶系统
3．6．2 信号序列
3．6．3 靶向因子
3．6．4 蛋白质分泌
3．6．5 二硫键
3．7 基因表达调控
3．7．1 转录调控
3．7．2 转录后调控
3．8 内含子和内含肽
3．9 有用的概念
3．9．1 开放式阅读框
3．9．2 转录和翻译融合
3．9．3 细菌基因组注解
3．1 0 阻断转录和翻译的抗生素
3．1 0．1 转录的抗生素抑制因子
3．1 0．2 翻译的抗生素抑制因子
小结
思考题
习题
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4 细菌遗传分析：正向和反向
4．1 定义
4．1．1 遗传学中的术语
4．1．2 遗传学命名
4．2 细菌遗传学中有用的表型
4．2．1 营养缺陷型突变体
4．2．2 条件致死突变体
4．2．3 抗性突变体
4．3 细菌的遗传性
4．3．1 Luria和Delbruck实验
4．3．2 Newcombe实验
4．3．3 Lederbergs实验
4．4 突变率
4．4．1 确定细胞代数
4．4．2 确定一次培养中突变出现的数量
4．4．3 表型延迟
4．4．4 数量遗传学的实际含义
4．5 突变类型
4．5．1 碱基对改变
4．5．2 移码突变
4．5．3 缺失突变
4．5．4 倒位突变
4．5．5 串联重复突变
4．5．6 插入突变
4．6 回复突变与突变抑制
4．6．1 基因内抑制子
4．6．2 基因间抑制子
4．6．3 无义抑制子
4．7 细菌的遗传分析
4．7．1 突变体分离
4．7．2 独立突变体分离
4．7．3 突变体筛选
4．7．4 通过重组进行遗传作图
4．7．5 互补实验
4．7．6 遗传杂交
4．7．7 用Hfr杂交进行遗传作图
4．7．8 通过转导和转化对细菌标记作图
4．7．9 转化和转导的其他应用：菌株构建
4．8 基因置换和反向遗传学
4．9 鼠伤寒沙门菌中his操纵子串联重复序列的分离
4．9．1 串联重复长度的测定
4．9．2 自发重复的频率
小结
思考题
习题
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5 质粒
5．1 什么是质粒
5．1．1 质粒的命名
5．1．2 质粒编码的功能
5．1．3 质粒的结构
5．2 质粒的性质
5．2．1 复制
5．2．2 ori区域的功能
5．2．3 质粒复制的控制机制
5．2．4 防止质粒丢失的机理
5．2．5 质粒的Par系统
5．3 构建克隆载体质粒
5．3．1 寻找质粒的ori区
5．3．2 质粒克隆载体举例
5．3．3 广宿主范围的克隆载体
5．3．4 利用质粒载体进行基因替换和功能基因组研究
小结
思考题
习题
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6 接合
6．1 概述
6．2 革兰阴性菌中接合过程的DNA转移机制
6．2．1 转移（tra）基因
6．2．2 oriT序列
6．2．3 雄性专一性噬菌体
6．2．4 转移效率
6．2．5 质粒的种间转移
6．2．6 可移动性质粒
6．2．7 革兰阴性菌中Tra系统的遗传分析
6．2．8 Tra突变质粒的分离
6．2．9 互补实验确定tra基因数量
6．3 借助质粒进行的染色体转移
6．3．1 Hfr菌株的形成
6．3．2 通过整合质粒进行染色体DNA转移
6．3．3 染色体转移
6．3．4 prime因子
6．4 革兰阳性菌的转移系统
6．5 其他类型的可转移因子
小结
思考题
习题
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7 转化
7．1 天然转化
7．1．1 转化的发现
7．1．2 感受态细胞
7．1．3 枯草芽孢杆菌中感受态的调控
7．1．4 天然转化模式的实验证据
7．1．5 天然感受态细菌的质粒转化和噬菌体转染
7．1．6 天然转化的作用
7．2 天然转化对正向和反向遗传学的重要性
7．3 人工诱导感受态
7．3．1 钙离子诱导
7．3．2 电穿孔
小结
思考题
习题
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8 烈性噬菌体：发育？遗传和普遍性转导
8．1 噬菌体的裂解周期
8．1．1 T7噬菌体：一种编码RNA聚合酶的噬菌体
8．1．2 T4噬菌体：转录激活子？抗终止？一种新的σ因子？复制偶联转录
8．2 噬菌体DNA的复制
8．2．1 单链环状DNA噬菌体
8．2．2 T7噬菌体：形成串联体线性DNA
8．2．3 T4噬菌体：另一个形成串联体的线性DNA
8．3 噬菌体裂解性
8．4 噬菌体遗传分析
8．4．1 细胞感染
8．4．2 噬菌体杂交
8．4．3 噬菌体重组和互补实验
8．4．4 用T4噬菌体γⅡ基因进行的遗传学实验
8．4．5 噬菌体遗传连锁图谱的构建
8．5 普遍性转导
8．5．1 转导性噬菌体的组成
8．5．2 穿梭噬粒
8．5．3 转导在细菌进化中的作用
小结
思考题
习题
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9 溶原性：λ噬菌体及其在细菌致病中的溶原性转变
9．1 λ噬菌体
9．1．1 裂解周期的形成
9．1．2 λDNA的复制
9．2 溶原性
9．2．1 cⅡ基因产物
9．2．2 λ噬菌体整合
9．2．3 溶原性的保持
9．2．4 超感染的免疫
9．2．5 λ诱导
9．2．6 裂解和溶原周期的竞争
9．3 特殊转导
9．4 其他的溶原性噬菌体
9．4．1 P2噬菌体
9．4．2 P4噬菌体
9．4．3 P1？N15噬菌体：质粒原噬菌体
9．4．4 Mu噬菌体
9．4．5 溶原性噬菌体作为克隆载体
9．5 溶原性转变和细菌的致病性
9．5．1 大肠杆菌和痢疾：志贺毒素
9．5．2 白喉
9．5．3 霍乱
9．5．4 肉毒杆菌中毒和破伤风
9．5．5 提要
9．6 用λ噬菌体进行的遗传学实验
9．6．1 λ溶原性噬菌体的遗传学
9．6．2 CⅠ抑制子遗传学
9．6．3 λnut突变体的分离
9．6．4 宿主nus突变体的分离
小结
思考题
习题
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10 转座？位点特异性重组和重组酶家族
10．1 转座
10．1．1 转座概述
10．1．2 细菌转座子结构
10．1．3 细菌转座子类型
10．1．4 转座分析
10．2 转座机制
10．2．1 Tn3转座的遗传学条件
10．2．2 Tn3和Mu转座的分子模型
10．2．3 Tn10和Tn5转座
10．3 DDE转座子转座的详细过程
10．4 滚环复制转座子
10．5 Y和S转座
10．6 转座子的一般特征
10．6．1 靶位点特异性
10．6．2 对插入位点邻近基因的影响
10．6．3 转座调节
10．6．4 靶点免疫性
10．7 转座子突变
10．7．1 质粒的转座子突变6细菌分子遗传学（第三版）
10．7．2 细菌染色体转座子突变
10．7．3 所有细菌中的转座子突变
10．7．4 用转座子突变进行随机基因融合
10．7．5 体内克隆
10．8 位点特异性重组
10．8．1 对介入DNA进行发育调控切除
10．8．2 整合酶
10．8．3 解离酶
10．8．4 DNA反转酶
10．9 Y和S重组酶
10．9．1 Y重组酶作用机理
10．9．2 S重组酶作用机理
10．10 转座和位点特异性重组在细菌适应性中的重要性
小结
思考题
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11 同源重组的分子机理
11．1 同源重组概述
11．1．1 条件1：在杂交区域具相同或非常相似的序列
11．1．2 条件2：双链DNA分子间碱基互补配对
11．1．3 条件3：重组酶切割和再连接
11．1．4 条件4：四条链参与杂合双链的形成
11．2 重组的分子模型
11．2．1 Holliday双链侵入模型
11．2．2 单链侵入模型
11．2．3 双链断裂修复模型
11．3 大肠杆菌中基因重组的分子基础
11．3．1 chi（χ）位点和RecBCD核酸酶
11．3．2 RecFOR途径
11．3．3 联会形成和RecA蛋白
11．3．4 Ruv和RecG蛋白，Holliday叉的迁移和剪切
11．4 噬菌体基因重组途径
11．4．1 T4？T7噬菌体的Rec蛋白
11．4．2 rac原噬菌体的RecE途径
11．4．3 λ噬菌体red系统
11．5 细菌中基因重组的遗传分析
11．5．1 分离大肠杆菌Rec-突变子
11．5．2 其他重组基因突变体的分离
11．5．3 重组中基因转换和异源双链体形成的其他证明
小结
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12 DNA修复和突变
12．1 DNA修复的证据
12．2 特异性修复途径
12．2．1 碱基的脱氨基
12．2．2 活性氧导致的损伤
12．2．3 烷化剂导致的损伤
12．2．4 UV辐射导致的损伤
12．3 通用修复机制
12．3．1 甲基化错配修复系统
12．3．2 核苷酸切除修复
12．4 DNA损伤耐受机制
12．4．1 对受损复制叉的重组修复
12．4．2 SOS诱导修复
12．4．3 SOS突变诱导机制
12．4．4 UmuD′2C复合体跨损伤合成机制
12．5 大肠杆菌中修复途径小结
12．6 噬菌体修复途径
小结
思考题
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13 基因表达调控：操纵子
13．1 细菌的转录调控
13．2 负转录调控
13．2．1 大肠杆菌lac操纵子
13．2．2 大肠杆菌lacI基因精细结构分析
13．2．3 大肠杆菌gal操纵子
13．2．4 生物合成操纵子的负调控：原阻遏物和辅阻遏物
13．3 正调控
13．3．1 大肠杆菌L-ara操纵子
13．3．2 大肠杆菌麦芽糖操纵子
13．3．3 tol操纵子
13．4 转录衰减调控
13．4．1 大肠杆菌trp操纵子的衰减调控
13．4．2 枯草芽孢杆菌trp操纵子的衰减调控
13．4．3 大肠杆菌bgl操纵子的调控
13．4．4 通过改变mRNA二级结构的调控
13．4．5 核糖开关调控
13．5 翻译后调控：反馈抑制
13．5．1 色氨酸操纵子反馈抑制
13．5．2 异亮氨酸-缬氨酸操纵子
13．5．3 翻译后酶的修饰
13．6 已测序基因组中操纵子分析
13．6．1 操纵子等位基因
13．6．2 调控等位基因和元件
小结
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14．1 分解代谢物敏感型操纵子
14．1．1 cAMP和cAMP结合蛋白
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14．1．3 cAMP在其他生物中的作用
14．1．4 基于腺苷酸环化酶的细菌双杂交系统
14．2 氮素同化调控
14．2．1 氮素同化途径
14．2．2 分解代谢阻遏物？Ntr系统和氨基酸降解操纵子调控三者间的协同
14．2．3 肠道细菌氮素调控的遗传学分析
14．3 细菌胁迫的反应
14．3．1 热激调控
14．3．2 革兰阴性菌中通用的胁迫反应
14．3．3 革兰阳性菌中通用的胁迫反应
14．4 细胞质外（细胞膜上）的胁迫反应
14．4．1 Porin合成调控
14．4．2 通过CpxA-CpxR调控外膜胁迫反应：双组分传感激酶反应——-调节子系统
14．4．3 细胞膜外的功能：大肠杆菌σE
14．5 大肠杆菌中铁元素调控
14．5．1 Fur调节子
14．5．2 RyhBRNA
14．5．3 顺乌头酸酶翻译抑制子
14．6 病原细菌毒性基因调控
14．6．1 白喉
14．6．2 霍乱和群体感应
14．6．3 百日咳
14．7 核糖体和tRNA合成调控
14．7．1 核糖体蛋白
14．7．2 rRNA和tRNA合成调控
8 细菌分子遗传学（第三版）
14．8 调控网络的微阵列和蛋白质组分析
14．8．1 转录组分析
14．8．2 蛋白质组学分析
14．8．3 从基因到调节子到网络到遗传分析
小结
思考题
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15．1 大肠杆菌中蛋白质转运分析
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15．3 蛋白分泌
15．3．1 革兰阴性菌中蛋白分泌系统
15．3．2 革兰阳性菌中蛋白分泌
15．3．3 分选酶
15．3．4 分选酶依赖型途径的例子：链霉菌芽孢的形成
15．4 枯草芽孢杆菌芽孢形成的遗传学分析
15．4．1 调控芽孢形成基因的鉴定
15．4．2 芽孢形成的起始调控
15．4．3 芽孢形成基因的分区域调控
15．4．4 σ因子在芽孢形成调控中的作用分析
15．4．5 发育期中间状态的调控
15．4．6 芽孢形成基因的发现：突变子捕获？抑制子分析和功能基因组学
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