分子生物學(xué)基礎(chǔ)歡迎來到分子生物學(xué)的奇妙世界!本課程旨在為您提供分子生物學(xué)的堅實基礎(chǔ),涵蓋從核酸結(jié)構(gòu)到基因表達(dá)調(diào)控，再到前沿技術(shù)的廣泛內(nèi)容。我們將深入

探討生命科學(xué)的核心原理，并探索分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)

域的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，您將掌握分子生物學(xué)的基本概念、研究方法

和實驗技術(shù)，為未來的學(xué)習(xí)和研究奠定堅實的基礎(chǔ)?？己朔绞奖菊n程的考核方式包括平時成績和期末

考試。平時成績占30%,包括課堂參與

、作業(yè)和實驗報告；期末考試占70%,

包括選擇題、填空題、簡答題和論述題

?？己藘?nèi)容涵蓋本課程的所有知識點，重點考察學(xué)生對基本概念、基本理論和

基本實驗技能的掌握程度。學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，積極參與課堂討

論和實驗操作，按時完成作業(yè)和實驗報告

。學(xué)生應(yīng)具備一定的生物學(xué)和化學(xué)基礎(chǔ)，

能夠獨立查閱文獻(xiàn)資料，并運用所學(xué)知識

解決實際問題。鼓勵學(xué)生積極思考，勇于

提問，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。課程目標(biāo)本課程旨在使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本概念、基本理論和基本實驗技能，了解

分子生物學(xué)的發(fā)展歷史和前沿動態(tài)，培養(yǎng)

學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。學(xué)生將能

夠運用所學(xué)知識解決實際問題，并為進一

步深入研究分子生物學(xué)奠定基礎(chǔ)。課程介紹以德電子系魄技術(shù)和生能報術(shù)為修托，在出相基漂表面構(gòu)建微型生物化學(xué)分?jǐn)嘞禉C，主單科學(xué)天中的許多不連續(xù)過景(樣品蓋、生化反區(qū)檢連度化，微型化，以女現(xiàn)對系自質(zhì)、標(biāo)服擇生物大子準(zhǔn)確，快速，高通保檢著基因芯片隔術(shù)

藍(lán)雄綁陣?yán)麌姿酒瑨煨g(shù)-

請自展(期/款體)柳師列g(shù)enechin文稱DNA

芯對，DNA

絕解判曉容核苷酸ONA進行高語量，大期碟、#行分析的核術(shù)待別T

品中的核進行定性和定量分析0MM

水

平

SMP芯片，aTey

CGH8片、DMA單福化芯片m4N4

芯片，milcnoRNA蘇

片植愿基因南資、基因8NP,DNA

護基化檢而望因表達(dá)水平等芯片微陣列制備樣品制備分子雜交數(shù)據(jù)分析品損術(shù)描作簡單，自動化程度昌，序判款量大，檢茲高，應(yīng)用起畫產(chǎn)、成本相時性在碼物研究中的應(yīng)用(培養(yǎng)紀(jì)胞再物陽后表達(dá)自

析

。韓2得喻作用的蜜白質(zhì)肥點立的用于白勵相五作用的尿典方法，磨吳定聚自族免度共實定友痘與復(fù)合物漢漿、westem

印檢期三大步驟是出屬堵地租對障立的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)罐彩轉(zhuǎn)染激活

錯棕城共同京點這一顧理西建立的在赫母繼單內(nèi)分

析集白落-蛋白質(zhì)祖互作用的研究方法。閱指免應(yīng)熒光黃光共姬造是將夠分析電泳注移非望動分析felectrocnoratemoulityshilt

.MSA)也棉凝酸遷移分析oei

shin一

伸在修外研究善白質(zhì)身核黃帽互作用的術(shù)，是

基醫(yī)顆調(diào)控研究的晝典方法，速

一

授術(shù)顯初用于

陋

究DNA

蜻合縮白和特

DNA序列的相互作用的

濟

突

RNA

結(jié)

者

銀白

和

定的A序電染連移事重動分析EMSA前母單盈交DNA與蛋白質(zhì)推互作用

1

定義分子生物學(xué)是研究生物大分子(如

核酸和蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)、功能及其

相互作用，以及這些分子在生命活

動中的作用機制的學(xué)科。它試圖從

分子水平上闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)，

揭示生物的遺傳、發(fā)育、代謝和調(diào)

控等過程的規(guī)律。

2

發(fā)展歷史分子生物學(xué)的發(fā)展可以追溯到20

世紀(jì)初，隨著生物化學(xué)、遺傳學(xué)和

物理學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，人們開始從

分子水平上研究生命現(xiàn)象。20世

紀(jì)50年代，DNA

雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)

標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。此后，

分子生物學(xué)迅速發(fā)展，取得了許多

重要成果，如遺傳密碼的破譯、基因工程技術(shù)的建立等。3

研究內(nèi)容分子生物學(xué)的研究內(nèi)容包括核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和

翻譯、基因表達(dá)調(diào)控、基因重組和突變、病毒和細(xì)菌遺傳、真核生物基因組、

細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期與凋亡、癌癥的分子生物學(xué)以及分子生物學(xué)實驗技術(shù)等。第一章：分子生物學(xué)概述系白質(zhì)與痛白質(zhì)相互作用

研

整

術(shù)生

3

月場環(huán)余交注術(shù)對其他學(xué)科的影響分子生物學(xué)對其他學(xué)科產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，分子生物學(xué)為疾病的診斷、治療和預(yù)

防提供了新的手段，如基因診斷、基因治療和疫

苗開發(fā)等。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，分子生物學(xué)為作物改良

和病蟲害防治提供了新的方法，如轉(zhuǎn)基因作物和

分子標(biāo)記輔助育種等。在生命科學(xué)中的地位分子生物學(xué)是生命科學(xué)的核心學(xué)科之一，它為生

命科學(xué)的其他分支學(xué)科提供了理論基礎(chǔ)和研究

方法。分子生物學(xué)的研究成果不僅加深了我們

對生命現(xiàn)象的理解，而且為解決醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)

境科學(xué)等領(lǐng)域的實際問題提供了新的思路和方法。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域分子生物學(xué)為環(huán)境監(jiān)測和生物修復(fù)提供了新的

技術(shù)，如環(huán)境DNA

分析和微生物修復(fù)等。此外，

分子生物學(xué)還為新藥開發(fā)、生物材料和生物能

源等領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。分子生物學(xué)的重要性新模與功E生物化學(xué)方法生物化學(xué)方法是研究生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能的常用方法。包括

蛋白質(zhì)分離純化、酶活性測定、代謝途徑分析等。這些方法可以幫助我

們了解生物大分子的基本特征和功能，為分子生物學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)遺傳學(xué)方法遺傳學(xué)方法是研究基因的遺傳、變異和表達(dá)的常用方法。包括突變體篩選、基因定位、遺傳圖譜構(gòu)建等。這些方法可以幫助我們了解基因的結(jié)

構(gòu)和功能，以及基因在生命活動中的作用。物理學(xué)方法物理學(xué)方法是研究生物大分子結(jié)構(gòu)和相互作用的重要方法。包括X射線

晶體衍射、核磁共振、質(zhì)譜等。這些方法可以幫助我們了解生物大分子

的三維結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化，為分子生物學(xué)研究提供重要的結(jié)構(gòu)信息。分子生物學(xué)的研究方法DNA結(jié)構(gòu)DNA

(脫氧核糖核酸)是生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)，攜帶著生物體的遺傳信息。DNA

分子由兩條長鏈組成，這兩條鏈相互纏繞形成

雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的結(jié)構(gòu)特點決定了其能夠穩(wěn)定地存儲和傳遞

遺傳信息，并參與基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)等過程。RNA結(jié)構(gòu)RNA

(核糖核酸)是生物體內(nèi)的另一種重要的核酸，參與蛋白質(zhì)的合成和基因表達(dá)調(diào)控等過程。RNA

分子通常是單鏈結(jié)構(gòu)，

但也可以形成復(fù)雜的二級和三級結(jié)構(gòu)。RNA

的結(jié)構(gòu)多樣性使其

能夠執(zhí)行多種生物學(xué)功能，如mRNA.tRNA和rRNA等。第二章：核酸結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

沃森-克里克模型沃森-克里克模型是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的經(jīng)典模型，由詹姆斯

·沃森和弗朗西斯

·克里克于1953年提出。該模型指出，DNA

分子由兩條反向平行的鏈組成，這兩條鏈相互纏繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的骨架由脫氧核糖和

磷酸基團組成，堿基位于螺旋內(nèi)部，堿基之間通過氫鍵連接。

2

堿基配對原則堿基配對原則是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的重要特征，腺嘌呤

(A)只能與胸腺

嘧啶

(T)配對，鳥嘌呤

(G)

只能與胞嘧啶

(C)

配對。這種堿基配對

原則保證了DNA

復(fù)制的準(zhǔn)確性，并為基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯提供了模板。DNA的化學(xué)組成核苷酸結(jié)構(gòu)DNA的基本組成單位是核苷酸，每個核苷酸由一個脫氧核糖、一個磷酸

基團和一個含氮堿基組成。DNA中的堿基有四種：腺嘌呤

(A)

、鳥嘌呤(G)、

胞嘧啶

(C)和胸腺嘧啶(T)。核苷酸通過磷酸二酯鍵連接形成

DNA鏈。磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵是連接DNA鏈中相鄰核苷酸的化學(xué)鍵，由一個核苷酸的3'-羥基與另一個核苷酸的5'-磷酸基團脫水形成。磷酸二酯鍵的形成使DNA鏈

具有方向性，DNA

鏈的兩端分別是5'端和3'端。磷酸基團mRNAmRNA(信使RNA)

攜帶DNA的遺傳信息，作

為蛋白質(zhì)合成的模板。

mRNA

的序列決定了蛋

白質(zhì)的氨基酸序列。mRNA

在細(xì)胞核中合成

,然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中

與核糖體結(jié)合，指導(dǎo)蛋

白質(zhì)的合成。tRNAtRNA

(轉(zhuǎn)運RNA)

負(fù)責(zé)將氨基酸運送到核糖體

,參與蛋白質(zhì)的合成。

每個tRNA

分子都攜帶

特定的氨基酸，并能夠

識別mRNA

上的特定密

碼子。tRNA

的結(jié)構(gòu)特

點使其能夠與mRNA

和

核糖體相互作用，保證

蛋白質(zhì)合成的準(zhǔn)確性。rRNArRNA

(核糖體RNA)

是

核糖體的重要組成部分

,參與蛋白質(zhì)的合成。

rRNA

具有催化活性，能夠催化肽鍵的形成。rRNA的結(jié)構(gòu)特點使其

能夠與mRNA

和tRNA相互作用，促進蛋白質(zhì)合成的進行。Biosample

1

Biosample

2Input

IP?a050205100,000-

(

2.4

×10')Numberofsignficaandreproducible

(DRpPRNA

的類型和功能Numberofsignificantlyenriched

peaks

in

Rep1orRep2Number

ofclustersRN112PWlot001signhcantlyenrichedNA的

復(fù)半保留復(fù)制半保留復(fù)制是指DNA

復(fù)制過程中，新合成的DNA

分子由一條舊鏈和一條新鏈組成。這種復(fù)制方式保證了遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，

使子代細(xì)胞能夠繼承母代細(xì)胞的遺傳特征。復(fù)制起始復(fù)制起始是指DNA

復(fù)制從特定的起始點開始。在原核生物中，通常只有一個復(fù)制起始點；而在真核生物中，有多個復(fù)制起始點

。復(fù)制起始點的選擇受到多種因素的調(diào)控，包括DNA序列、蛋

白質(zhì)因子等。2第三章：DNA

復(fù)制解旋酶解旋酶負(fù)責(zé)解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，為DNA

復(fù)制提供單鏈模板。解旋酶通過消耗ATP能量，破壞DNA

鏈間的氫鍵，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開。引物酶引物酶負(fù)責(zé)合成RNA引物，為DNA聚合

酶提供起始點。DNA聚合酶只能從已有

的引物上延伸DNA

鏈，因此引物酶在DNA

復(fù)制過程中起著重要的作用。DNA聚合酶DNA

聚合酶是DNA

復(fù)制的核心酶，負(fù)責(zé)催化DNA

鏈的合成。DNA

聚合酶具有

聚合活性和校對活性，能夠保證DNA復(fù)

制的準(zhǔn)確性。不同類型的DNA

聚合酶

具有不同的功能，參與不同的復(fù)制過程0DNA復(fù)制的酶系統(tǒng)復(fù)制復(fù)制叉岡崎片段DNA聚合酶ⅢDNA連接酶原核生物DNA234原核生物DNA

復(fù)制通常從一個復(fù)制起始點開始，形成兩個復(fù)制叉，沿著環(huán)狀DNA分子雙向復(fù)制。由于DNA聚合酶只能從5'端向3'端延伸DNA鏈，因此一條鏈可以連續(xù)復(fù)制，稱為前導(dǎo)鏈；而另一條鏈只能不連續(xù)復(fù)制，形成岡崎片段。岡崎片段需要

DNA連接酶連接成完

整的DNA

鏈。DNA

聚合酶Ⅲ是原核生物DNA

復(fù)制的主要酶，具有高效的聚合活性和校對活性。真核生物DNA

復(fù)制與原核生物DNA

復(fù)制有所不同。真核生物DNA

分子是線性的，而且長度較長，因此需要多個復(fù)制起始點才能保證復(fù)制的效率。真核生物DNA復(fù)制是多拷貝復(fù)制，即每個復(fù)制起始點都能夠啟動一次復(fù)制。端粒復(fù)制是真核生物DNA復(fù)制的一個特殊問題，端

粒酶能夠延伸端粒，保證染色體的穩(wěn)定性。2多拷貝復(fù)制真核生物DNA

復(fù)制復(fù)制起始點端粒酶3核苷酸切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)是指修復(fù)由紫外線、化學(xué)物質(zhì)等引起的DNA損傷。核苷酸切除修復(fù)系統(tǒng)能夠識別并切除損傷的DNA

片段，然后

利用未損傷的DNA

鏈作為模板，重新合成DNA

鏈。核苷酸切除修

復(fù)對于保護細(xì)胞免受環(huán)境因素的損傷至關(guān)重要。錯配修復(fù)錯配修復(fù)是指修復(fù)DNA復(fù)制過程中發(fā)生的堿基錯配。錯配修復(fù)系統(tǒng)能夠識別并切除錯配的堿基，然后利用正確的堿基作為模板，

重新合成DNA

鏈。錯配修復(fù)對于維持基因組的穩(wěn)定性至關(guān)重要0DNA

修復(fù)機制基

因DNA放

大結(jié)構(gòu)示意可能沒內(nèi)含子)啟

動

子放

大DNA

單鏈配對形成mRNADNAmRNA形成成熟根氨基酶肽鏈一氨基酸肽鏈折疊成有功能的

蛋白(當(dāng)然可以多個蛋

白基團形成更復(fù)雜的蛋

白)12中心法則中心法則描述了遺傳信息的流動方向，即DNA→RNA→蛋白質(zhì)。DNA是遺傳信息的存儲和傳遞者，RNA是遺傳信息的中間載體，

蛋白質(zhì)是生命活動的主要執(zhí)行者。中心法則是分子生物學(xué)的核

心理論之一。轉(zhuǎn)錄過程概述轉(zhuǎn)錄是指以DNA

為模板合成RNA

的過程。轉(zhuǎn)錄過程包括起始、延伸和終止三個階段。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA

分子，包括mRNA.tRNA

和rRNA

等。轉(zhuǎn)錄過程受到多種因素的調(diào)控，包括

DNA序列、蛋白質(zhì)因子等。第四章：轉(zhuǎn)錄IA

直接行使功能外顯子內(nèi)含子程一樣基

因mRNA原核生物轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶是轉(zhuǎn)錄的核心酶，負(fù)責(zé)催化RNA鏈的合成。原核生物RNA

聚合酶由多個亞基組成，包括α、β、β'和σ等。σ亞基負(fù)責(zé)識別

啟動子，其他亞基負(fù)責(zé)催化RNA鏈的合成。2

啟動子結(jié)構(gòu)啟動子是RNA

聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的DNA

序列。原核生物啟動子通常位于轉(zhuǎn)錄起始位點的上游，包括-10區(qū)和-35區(qū)等。啟動子的序列決定

了RNA聚合酶的結(jié)合效率和轉(zhuǎn)錄的起始位置。geneIntron1

Exon

2Intron

2CDS

CDS

CDSstart

codon;AUG

stop

codons:UGA,UAG,UAA3'UTRCDS(Coding

sequence)n

start

siteRNA

聚合酶ⅢRNA

聚合酶Ⅲ負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄tRNA

基因和部分小RNA

基因，tRNA

負(fù)責(zé)將氨基酸運送到核糖體，參與蛋白質(zhì)的合成。RNA聚合酶Ⅲ的活性受到多種因素的

調(diào)控，包括細(xì)胞生長狀態(tài)和發(fā)育階段等。RNA

聚合酶IIRNA聚合酶II負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄mRNA

基因，mRNA

是蛋白質(zhì)合成的模板

。RNA

聚合酶I的活性受到多種

因素的調(diào)控，包括轉(zhuǎn)錄因子和染

色質(zhì)結(jié)構(gòu)等。RNA聚合酶IRNA聚合酶I負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄rRNA

基因，rRNA

是核糖體的重要組成部分，

參與蛋白質(zhì)的合成。RNA

聚合酶I

的活性受到多種因素的調(diào)控，包括細(xì)胞生長狀態(tài)和營養(yǎng)條件等。真核生物轉(zhuǎn)錄5'帽子結(jié)構(gòu)5'帽子結(jié)構(gòu)是指在mRNA

的5'端添加一個修飾的鳥嘌呤核苷酸。5'帽子結(jié)構(gòu)能夠保護mRNA

免受核酸酶的降解，并促進mRNA與核

糖體的結(jié)合，從而提高

翻譯的效率。3'多聚A

尾3'多聚A尾是指在mRNA

的3'端添加一段

由腺嘌呤核苷酸組成的

序列。3'多聚A

尾能夠

保護mRNA

免受核酸酶

的降解，并促進mRNA的轉(zhuǎn)運，從而提高翻譯的效率。RNA剪接RNA剪接是指切除mRNA

前體中的內(nèi)含子，并將外顯子連接起來的

過程。RNA

剪接能夠去

除mRNA

中非編碼序列，

并產(chǎn)生不同的mRNA

異

構(gòu)體，從而增加蛋白質(zhì)

的多樣性。轉(zhuǎn)錄后加工DNA轉(zhuǎn)錄RNA

的圖解選擇性剪接機制選擇性剪接是指同一個基因可以產(chǎn)生多個不同的mRNA

異構(gòu)體。選擇性剪接的機制包括內(nèi)含子保留、外顯子跳躍、5'剪接位

點選擇和3'剪接位點選擇等。選擇性剪接受到多種因素的調(diào)控，包括剪接因子和RNA結(jié)構(gòu)等。生物學(xué)意義選擇性剪接能夠增加蛋白質(zhì)的多樣性，使同一個基因能夠編碼多個不同的蛋白質(zhì)。選擇性剪接在發(fā)育、分化和疾病等過程中

起著重要的作用。選擇性剪接的異?？赡軐?dǎo)致疾病的發(fā)生。mucleobase-containing

compound

metabolic

prRNA(processingRNA

splicingRNA

splicing,via

transesterificationreactions-10Lsemantic

space

yGene

GO

nameRBP47CSCL33RS2Z33HCF107RS2Z32EMB2770RS41AT5G63370mRNAprocessingmRNA

splicing,via

spliceosomespliceosomal

complexassemblymRNAprocessingmRNA

splicing,via

spliceosomespliceosomaltri-snRNP

complex

assemblv

mRNA

splicing,via

spliceosomemRNAsplicing,via

spliceosomenitrogen

compound

metabolic

propost-embryon

ic

developmentsemantic

spacex50/sWTflg22_DAS-5tRNA的結(jié)構(gòu)和功能tRNA(轉(zhuǎn)運RNA)

負(fù)責(zé)將氨基酸運送到核糖體，參與蛋白質(zhì)的合成。每個tRNA

分子都攜帶特定的氨基酸，并能

夠識別mRNA

上的特定密碼子。

tRNA的結(jié)構(gòu)特點使其能夠與mRNA

和核糖體相互作用，保證蛋白質(zhì)合成的準(zhǔn)確性遺傳密碼遺傳密碼是指mRNA

上的三聯(lián)體密碼子與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。遺傳密碼

是簡并的，即一個氨基酸可以由多個密碼子編碼。遺傳密碼是通用的，即幾乎所有生物都使用相同的遺傳密碼。第五章：翻譯起始翻譯的起始是指核糖體與mRNA

結(jié)合，并識別起始密碼子的過程。起始密碼子通常是AUG,編碼甲硫氨酸。起始過程需要起始因子和tRNA

的參與

。延伸翻譯的延伸是指核糖體沿著mRNA移動，并按照mRNA上的密碼子序

列，將氨基酸添加到肽鏈上的過程。延伸過程需要延伸因子和tRNA的

參

與

。終止翻譯的終止是指核糖體識別終止密碼子，并釋放肽鏈的過程。終止密碼子包括UAA.UAG和UGA。

終止過程需要釋放因子的參與。④

·氨基酸

核

孔③-

DNAUc③

甲

知

乎

@翻譯過程23真核生物核糖體真核生物核糖體由60S亞基和40

S亞基組成，總大小為80S。60S亞基包含28

SrRNA.5.8S

rRNA和

5S

rRNA,40S

亞基包含

18S

rRNA。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，負(fù)責(zé)催化肽鍵的形成o原核生物核糖體原核生物核糖體由50S

亞基和30S

亞基組成，總大小為70S。50S亞基包含23S

rRNA和5S

rRNA,30S亞基包含16S

rRNA。核糖體

是蛋白質(zhì)合成的場所，負(fù)責(zé)催化肽鍵的形成。核糖體結(jié)構(gòu)和功能翻譯后修飾1

蛋白質(zhì)折疊蛋白質(zhì)折疊是指肽鏈形成特定的三維結(jié)構(gòu)的過程。蛋白質(zhì)的折疊受到多種因素的影響，包括氨基酸序列、分子伴侶和環(huán)境條件等。蛋白質(zhì)的

正確折疊是其發(fā)揮功能的前提。

2

化學(xué)修飾化學(xué)修飾是指在蛋白質(zhì)的特定氨基酸殘基上添加化學(xué)基團的過程。常

見的化學(xué)修飾包括磷酸化、乙?；?、甲基化和糖基化等?；瘜W(xué)修飾能

夠改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，從而調(diào)控蛋白質(zhì)的活性和相互作用。二級結(jié)構(gòu)

三

級

結(jié)

構(gòu)condary

TertiarystructureHelixPolypeptidechainn-canonicalpathwayPri-miRNADebranchingDroshaSpliceosomeDGCR8NUCLEUPre-miRNAExportin5AAAAAADicerRISC

RLCDENDRAXODicerRISCRLCAAAAgo1-4P-bodies:mRNA

storageand/or

degradation概述基因表達(dá)調(diào)控是指細(xì)胞對基因的表達(dá)進行控制的過程?；虮磉_(dá)調(diào)控能夠使細(xì)胞在不同的時間和空間表達(dá)不同的基因，從而適應(yīng)不同的環(huán)境條件

和生理需求?；虮磉_(dá)調(diào)控是生命活動的重要組成部分。調(diào)控的必要性基因表達(dá)調(diào)控對于細(xì)胞的生存和發(fā)育至關(guān)重要。基因表達(dá)調(diào)控能夠使細(xì)胞在不同的時間和空間表達(dá)不同的基因，從而適應(yīng)不同的環(huán)境條件和生理

需求?；虮磉_(dá)調(diào)控的異常可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生。第六章：基因表達(dá)調(diào)控Translocation

to

de

and

axonsAgo1-4of

translationCanonicalpathwayAAARNAtrimmingCYTOPLAgoAAA乳糖操縱子乳糖操縱子是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的經(jīng)典例子。乳糖操縱子包含多個基

因，負(fù)責(zé)編碼乳糖代謝所需的酶。乳

糖操縱子的表達(dá)受到乳糖和葡萄糖的

調(diào)控，只有在乳糖存在且葡萄糖不存

在的情況下，乳糖操縱子才能被激活色氨酸操縱子色氨酸操縱子是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的另一個例子。色氨酸操縱子包含

多個基因，負(fù)責(zé)編碼色氨酸合成所需

的酶。色氨酸操縱子的表達(dá)受到色氨

酸的調(diào)控，只有在色氨酸缺乏的情況

下，色氨酸操縱子才能被激活。trprepressorperator

trpE

trpDtrpC

trpB

trpAtrpE

trpD

trpC

trpB

trpA原核生物基因表達(dá)調(diào)控EDEnzyme

1

Enzyme2ThetrpOperon

SystemEnzymesthatsynthesizetryptophanBEnzyme

3第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)AG

一

OH圖14-18

剪接過程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)真核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控2沉默子沉默子是能夠抑制轉(zhuǎn)錄的DNA序列。沉默子通常位于轉(zhuǎn)錄起始位點的遠(yuǎn)端，能夠與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，并與啟動子區(qū)域的轉(zhuǎn)錄復(fù)合

物相互作用，從而抑制轉(zhuǎn)錄的效率。增強子增強子是能夠增強轉(zhuǎn)錄的DNA序列。增強子通常位于轉(zhuǎn)錄起始位點的遠(yuǎn)端，能夠與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，并與啟動子區(qū)域的轉(zhuǎn)錄復(fù)合

物相互作用，從而增強轉(zhuǎn)錄的效率。組蛋白修飾組蛋白修飾是指在組蛋白的特定氨基酸殘基上添加化學(xué)基團的過程。常見的組

蛋白修飾包括乙?；⒓谆土姿峄?/p>

等。組蛋白修飾能夠改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)

和功能，從而調(diào)控基因的表達(dá)。DNA甲基化DNA

甲基化是指在DNA

的胞嘧啶堿基上添加甲基基團的過程。DNA甲基化

能夠改變DNA

的結(jié)構(gòu)和功能，從而調(diào)控

基因的表達(dá)。DNA

甲基化通常與基因的沉默相關(guān)。表觀遺傳調(diào)控轉(zhuǎn)錄后調(diào)控是指在轉(zhuǎn)錄完成后，對mRNA

的加工、轉(zhuǎn)運、翻譯和降解進行調(diào)控的過程。轉(zhuǎn)錄后調(diào)控能夠快速響應(yīng)環(huán)境變化，并精細(xì)調(diào)控基因的表達(dá)。miRNA

(微小RNA)

是一類小的非編碼RNA分子，能夠通過與mRNA結(jié)合，抑制mRNA的翻譯或促進mRNA

的降解。RNA

結(jié)合蛋白能夠與mRNA結(jié)合，調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)運和翻譯。mRNA的穩(wěn)定性是指mRNA在細(xì)胞中存在的時長，mRNA的穩(wěn)

定性受到多種因素的調(diào)控。miRNA23RNA結(jié)合蛋白mRNA穩(wěn)定性轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因重組是指DNA

分子之間發(fā)生交換的過程?；蛑亟M能夠產(chǎn)生新的基因組合，增加遺傳多樣性，并參與DNA

修復(fù)和染色體分離等過程。同源重組是指發(fā)生在具有相似序列的DNA

分子之間的重組。位點特異性重組是指發(fā)生在特定DNA序列之間的重組。2第七章：基因重組位點特異性重組同源重組轉(zhuǎn)座機制轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機制包括切除-插入機制和復(fù)制-插入機制。切除-插入機制是指轉(zhuǎn)座子從原來的位置切除，然后插入到新的位置。

復(fù)制-插入機制是指轉(zhuǎn)座子復(fù)制一份拷貝，然后插入到新的位置，

原來的位置仍然保留轉(zhuǎn)座子。分類轉(zhuǎn)座子是一類能夠在基因組中移動的DNA

序列。轉(zhuǎn)座子可以分為DNA

轉(zhuǎn)座子和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。DNA

轉(zhuǎn)座子通過DNA

復(fù)制的方

式進行轉(zhuǎn)座，逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子通過RNA逆轉(zhuǎn)錄的方式進行轉(zhuǎn)座。轉(zhuǎn)座子Typsof

Mutatlonsnutation

MissiTACACCGAGGCanscriptionTr5′……anslationemutationranscriptionranslation第八章：基因突變

1

點突變點突變是指DNA

序列中單個堿基的改變。點突變可以分為堿基置換、堿基插入和堿基缺失。堿基置換是指一個堿基被另一個堿基替換。堿

基插入是指在DNA

序列中插入一個堿基。堿基缺失是指從DNA

序列中

刪除一個堿基。

框移突變框移突變是指由于堿基插入或堿基缺失，導(dǎo)致閱讀框發(fā)生改變的突變。

框移突變通常會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的氨基酸序列發(fā)生改變，甚至產(chǎn)生終止密碼

子，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的功能喪失。Typsof

Mutatlonsoutation

MissiTACACCGAGGCanscriptionTr5′……anslationemutationranscriptionranslation自發(fā)突變自發(fā)突變是指在沒有外界誘變劑的作用下發(fā)生的突變。自發(fā)突變的原因包括DNA

復(fù)制錯誤、DNA

損傷和DNA

修復(fù)錯誤等。自發(fā)突變的頻率很低

,但由于細(xì)胞分裂的持續(xù)進行，自發(fā)突變?nèi)匀皇腔蚪M變異的重要來源。誘導(dǎo)突變誘導(dǎo)突變是指在外界誘變劑的作用下發(fā)生的突變。誘變劑包括物理誘變劑(如紫外線、X射線)和化學(xué)誘變劑(如亞硝酸、烷化劑)等。誘變劑

能夠損傷DNA,并導(dǎo)致DNA

復(fù)制或修復(fù)錯誤，從而誘發(fā)突變。突變的分子機制Transducing

particleIntegration

of

donor

DNAinto

recipient

chromosomeStablegenetransferDestructionof

host

DNASynthesisofvirusDNAand

coat

proteinsViruscapsidsynthesisandvirusassemblyLysisofcellwith

releaseof

phage

particles

andsubsequentinfectionof

another

cellSurvival

ofAbortiveUnsuccessful

genetransfer噬菌體生活周期噬菌體是感染細(xì)菌的病毒。噬菌體的生活周期包括吸附、侵染、復(fù)制、組

裝和釋放等階段。噬菌體可以分為烈

性噬菌體和溫和噬菌體。烈性噬菌體

能夠裂解細(xì)菌，釋放子代噬菌體。溫

和噬菌體能夠整合到細(xì)菌的基因組中

,與細(xì)菌共存。細(xì)菌接合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌接合是指細(xì)菌之間通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移DNA的過程。細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指細(xì)菌從環(huán)

境中攝取DNA的過程。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)是指

噬菌體將DNA

從一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一

個細(xì)菌的過程。這些遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移方

式能夠增加細(xì)菌的遺傳多樣性，并促

進細(xì)菌的進化。第九章：病毒與細(xì)菌遺傳9Generalized

Transduction

by

Bacteriophages.

See

text

for

details.第十章：真核生物基因組基因組結(jié)構(gòu)真核生物基因組是指真核生物細(xì)胞核內(nèi)的所有遺傳物質(zhì)。真核生物基因組的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括編碼基因、非編碼基因、重復(fù)序

列和轉(zhuǎn)座子等。真核生物基因組的大小差異很大，從幾百萬個

堿基對到幾百億個堿基對不等。重復(fù)序列重復(fù)序列是指在基因組中重復(fù)出現(xiàn)的DNA序列。重復(fù)序列可以分為高度重復(fù)序列、中度重復(fù)序列和低度重復(fù)序列。重復(fù)序列

的功能尚不完全清楚，可能與染色體結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)調(diào)控和基

因組進化有關(guān)。染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)是指核小體進一步折疊和卷曲形成的結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)能

夠更加有效地壓縮DNA,并調(diào)控基因的

表達(dá)。染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)包括30納米纖

維、染色質(zhì)環(huán)和染色體等。核小體核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，由DNA

和組蛋白組成。DNA

纏繞在組蛋白八聚體上，形成核小體。核小體能夠壓縮DNA,

并調(diào)控基因的表達(dá)。染色體結(jié)構(gòu)IntegrinsCASRACK1

Rap1SpryRao

[CAMPISpredAMPKPKCBFalTpl2/Cot1.AZD6244lon

ChannelsReceptorsErk1eBmMNK12p90RSK

MKP3→CytcplasmicAnchcringcdc25Erk12

MSK12Transciption信號分子和受體細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞接收和響應(yīng)外界信號的過程。信號分子是細(xì)胞間通訊的媒介，受體是細(xì)胞接收信號的蛋白質(zhì)。信號分子

與受體結(jié)合，能夠激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路，從而調(diào)控細(xì)胞的生理

活

動

。信號傳遞途徑信號傳遞途徑是指從受體到效應(yīng)分子的一系列分子事件。信號傳遞途徑能夠?qū)⑼饨缧盘栟D(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的信號，并放大信號的強

度。信號傳遞途徑包括多種蛋白質(zhì)和酶，它們的相互作用能夠調(diào)

控

細(xì)

胞

的

生

理

活

動

。第十一章：細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)MAP

KinaseSignalingcRaf

B-Raf

HeterodimerSL0101

BHD1879//PD98059

U0126經(jīng)2MEK12MEK1Erk12PYK2RTKssos·chemokines·a-latrotoxinNH?e?Effector·enzyme

2

磷脂酰肌醇通路磷脂酰肌醇通路是指由G蛋白偶聯(lián)受體激活磷脂酶C(PLC),

產(chǎn)生IP3和DAG作為第二信使的信號通路。IP3能

夠釋放內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣離子，鈣離子能夠激活蛋白激酶C(PKC),PKC能夠磷酸化多種蛋白質(zhì)，從而調(diào)控細(xì)胞的生

理活動。cAMP通路cAMP

通路是指由G蛋白偶聯(lián)受體激活腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)

生cAMP

作為第二信使的信號通路。cAMP能夠激活蛋白

激酶A(PKA),PK

A能夠磷酸化多種蛋白質(zhì)，從而調(diào)控細(xì)

胞的生理活動。G

蛋白偶聯(lián)受體信號通路ReceptorOut1MAPK通路MAPK

通路是指由酪氨酸激酶受體激活MAPK

激酶級聯(lián)反應(yīng)的信號通路。MAPK

激酶級聯(lián)反應(yīng)能夠激活MAPK,MAPK

能夠磷酸化多種蛋白質(zhì)，從

而調(diào)控細(xì)胞的生理活動，包括細(xì)胞生長、分化和凋亡等。Pl3K-Akt通路Pl3K-Akt

通路是指由酪氨酸激酶受體激活PI3K,產(chǎn)

生PIP3

的信號通路。PIP3

能夠激活A(yù)kt,Akt

能夠磷酸化多種蛋白質(zhì)，從而調(diào)控細(xì)胞的生理活動，

包括細(xì)胞生長、增殖和凋亡等。酪氨酸激酶受體信號通路Cell

135,November14,2008C200B

Eisevier

Ine.DOI10.1016/.cell2008.10.039man(出算母)假暗排

第用籍

nFunctionPhaseS.cerevisiae(Budding

Yeast)S.pombeFission

Yeast)D.melanogaster(FruitFiy)X.laevis(ClawedToad)H.sapier(Humarclin-pendentiases

(CdkscProteinkinasecatalyticsubunit,inactiveunloss

bound

toycinandphosphorylated

byCAKCdk1(Cdc2B);alstagesCdk1

(Cdc2):all

stagesCdk1

(Cdc2:M

phaseCdk1(Cde2):M

phaseCdk1

(CdcM

phaseCdk2(Cdc2c):i16s.5.pouibyCdk2G1/S.SCdk2:G1/

SCdk4:G1,growthrequlationCdk4:G1Cdk4,Cd

G1clinsStago-spocificactivatorsofCdk

catalytic

subunitsG1CIn3binds

Cdk1)Puc1?binds

Cdk1)CyelinDbinds

Cdk4)CyelinDbnds

Cdk4)CyclinD1,

D2,D3bind

Cdk4

Cdk6)G1/SCln1,2(bindCdk1)Puc1,Cig1?ibind

Cdkt)CyelinEbinds

Cdk2)CyclinEohds

Cdk2)CyclinE

bindsCdksCIb5,6bind

Cdk1)Cig2,Cig1?bind

Cdk1)CyclinAbinds

Cdk1)CyclinA1,A2bnd

Cdk2.Cdk1)CyclinA1,

bind

Cak

Cdkt1)MCIb1,2,3,4bind

Cdk1)Cde13bindsCdkt)CyeclinB,B3bind

Cdk1)CyclinB1,B2bnd

Cdkt)CyelinB1,

tbind

Cdkk-actiating

ase(CAK)Phosphorylates

Cdk

subunitat

single

threoninein

active

ste

requredfor

full

Cdk

activtymonomerieCak1(CM1)Csk1Cdk-relatedMes6+cyclin

Mes2)Cdk7(cyclinH)Cdk7(+cycinHCdk7(cycinHCaphase-omotingmplex)iquitinkgaso-

tivatingbunitsStage-spocificachivatorsofmutisubunitAPC

coreAnaphase

onsetCdc20sip1Fizzy

Fzy)Cdc20(p550FzzyLateM.G1cdh1(Hctt)Srw1(Ste9)Fizzy-relatedFz,

RaplCdh1Fiz

related)MelosisAma1Mtr1Cortex?A細(xì)胞周期各階段細(xì)胞周期是指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂開始的完整過程。細(xì)胞周

期包括G1期

、S

期

、G2期和M期

。G1

期是細(xì)胞生長和準(zhǔn)備DNA

復(fù)制的階段

,S期是DNA

復(fù)制的階段，G2期是細(xì)胞準(zhǔn)備分裂的階段，M期是細(xì)胞分裂的

階段。周期蛋白和CDK周期蛋白和CDK

是細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵分子。周期蛋白的濃度隨著細(xì)胞周

期的進行而周期性變化，CDK是周期

蛋白依賴性激酶，只有與周期蛋白結(jié)

合才能激活。周期蛋白-CDK

復(fù)合物

能夠磷酸化多種蛋白質(zhì)，從而調(diào)控細(xì)

胞周期的進行。inapShot:Cell-Cycle

RegulatorsIvid

O.Morganlversity

of

Califormia,SanFrancisco,CA94143,USA第十二章：細(xì)胞周期與凋亡INTERPHASE

MITOSISCYTOKINESISNay

Death

ligands(FASL,TNF-a,TRAIL)Death

receptors(FASR,TNFR1,TRAIL,R1/R2)Stress,DNA,damage

IRE1TRAF2MtochondriaCytochrome

cJHK

p38

MACytochrom

CreleaseCaspase-12BImApil-1←Caspases-9activation

inApoptosomeActivatesCaspase-9MitochondriaActivatesCaspase-3,-6,-7

Apoptosisptosis內(nèi)源性途徑細(xì)胞凋亡的內(nèi)源性途徑是指由細(xì)胞內(nèi)部因素引起的細(xì)胞凋亡。內(nèi)源性途徑通常是由線粒體釋放細(xì)胞色素c

激活caspase

蛋白，

從而啟動細(xì)胞凋亡程序。外源性途徑細(xì)胞凋亡的外源性途徑是指由細(xì)胞外部因素引起的細(xì)胞凋亡。外源性途徑通常是由死亡受體激活caspase

蛋白，從而啟動細(xì)胞

凋亡

程

序

。細(xì)胞凋亡Cycochrom

CProcapase-9←Intrinsic

pathwayCleaves

BidLBidASK1Bcl-2原癌基因原癌基因是指正常細(xì)胞中存在的，能夠

促進細(xì)胞生長和增殖的基因。當(dāng)原癌基因發(fā)生突變或過度表達(dá)時，就會轉(zhuǎn)化為

癌基因，從而導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。抑癌基因抑癌基因是指正常細(xì)胞中存在的，能夠抑制細(xì)胞生長和增殖的基因。當(dāng)抑癌基

因發(fā)生突變或失活時，就會導(dǎo)致細(xì)胞的

惡性轉(zhuǎn)化。第十三章：癌癥的分子生物學(xué)癌癥的發(fā)生是一個多步驟的過程，需要多個基因突變和表觀遺傳改變的積累。癌癥的發(fā)生通常包括啟動、促進、進展和轉(zhuǎn)移等階段。基因突變積累是指細(xì)胞在分裂過程中逐漸積累基因突變，從而導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。表觀遺傳改變是指在沒有基因突變的情況下，基因表

達(dá)發(fā)生的改變，這些改變也能夠促進癌癥的發(fā)生。轉(zhuǎn)移血管生成侵襲生長失控啟動癌癥發(fā)生的多步驟理論2345核酸提取是指從生物樣品中分離和純化DNA或RNA的過程。核酸提取的方法包括酚-氯仿提取法、柱層析法和磁珠法等。電泳技術(shù)是指利用電場分離帶電分子的技術(shù)。電泳技術(shù)可以用于分離和分析DNA.RNA和蛋白質(zhì)等。2第十四章：分子生物學(xué)實驗技術(shù)(一)核酸提取電泳技術(shù)原理聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

(PCR)

是一種體外擴增DNA的技術(shù)。PCR

的原理是利用DNA

聚合酶，在特定的引物和溫度條件下，對DNA

片

段進行指數(shù)擴增。PCR

技術(shù)具有靈敏、快速和高效的特點，被廣

泛應(yīng)用于分子生物學(xué)研究和臨床診斷等領(lǐng)域。應(yīng)用PCR

技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，包括基因克隆、基因突變檢測、基因表達(dá)分析、病原體檢測和法醫(yī)鑒定等。PCR

技術(shù)還可以與其他技

術(shù)結(jié)合，如定量PCR、

逆轉(zhuǎn)錄PCR

和數(shù)字PCR

等，從而實現(xiàn)更加精

確和靈敏的檢測。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

(PCR)DNA

測序技術(shù)Sanger

法Sanger

法是一種經(jīng)典的DNA測序技術(shù)，由弗雷德里克桑格于1977年發(fā)

明。Sanger

法的原理是利用DNA

聚合酶，在ddNTP

的存在下，合成不同

長度的DNA

片段，然后通過電泳分離和熒光檢測，確定DNA

序列。2

新一代測序技術(shù)新一代測序技術(shù)

(NGS)是指近年來發(fā)展起來的高通量DNA測序技術(shù)

。NGS技術(shù)具有通量高、速度快和成本低的特點，被廣泛應(yīng)用于基因

組測序、轉(zhuǎn)錄組測序和宏基因組測序等領(lǐng)域。d

to

template

strandLLLLCALCIGLAC

e

strand-5'5′3'5′tionwhenaddATP

is

inserted2.Reaction

iDNA

polymdATPdCTPdGTPdTTPsmallamouI

dideoxynucl4.Newly

syn

recovered.

the

A

lane

shown

as5知酶連酶連

ampr

ampr第十五章：分子生物學(xué)實驗技術(shù)(二)基因克隆基因克隆是指將特定的DNA片段插入到載體中，并在宿主細(xì)胞中進行擴增的過程。基因克隆是分子生物學(xué)研究的重要手段，

可以用于獲取大量的目標(biāo)基因，并進行后續(xù)的功能研究。表達(dá)載體構(gòu)建表達(dá)載體是指能夠?qū)⒛繕?biāo)基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)的載體。表達(dá)載體通常包含啟動子、核糖體結(jié)合位點、多克隆位點和終

止子等元件。表達(dá)載體的構(gòu)建是基因表達(dá)研究的關(guān)鍵步驟。真核表達(dá)系統(tǒng)真核表達(dá)系統(tǒng)是指利用酵母、動物細(xì)

胞或植物細(xì)胞等真核生物作為宿主細(xì)

胞，表達(dá)外源基因的系統(tǒng)。真核表達(dá)

系統(tǒng)能夠進行蛋白質(zhì)的正確折疊和修

飾，更接近天然狀態(tài)，被廣泛應(yīng)用于蛋

白質(zhì)藥物開發(fā)和功能研究等領(lǐng)域。原核表達(dá)系統(tǒng)原核表達(dá)系統(tǒng)是指利用細(xì)菌等原核生物作為宿主細(xì)胞，表達(dá)外源基因的系

統(tǒng)。原核表達(dá)系統(tǒng)具有生長快速、成

本低廉和易于操作的特點，被廣泛應(yīng)

用于蛋白質(zhì)生產(chǎn)和功能研究等領(lǐng)域。因設(shè)計與合成賽爾瑞成一站式服務(wù)重組蛋白定制基因表達(dá)系統(tǒng)3245轉(zhuǎn)化及小量誘導(dǎo)表達(dá)

蛋白大量制備蛋白鑒定蛋白純化表達(dá)質(zhì)粒2CRISPR/Cas9技術(shù)CRISPR/Cas9

技術(shù)是一種新興的基因編輯技術(shù)，利用Cas9蛋白和sgRNA,對基因組的特定位置進行切割。CRISPR/Cas9技術(shù)具有

操作簡單、效率高和成本低的特點，被廣泛應(yīng)用于基因編輯和基

因治療等領(lǐng)域。同源重組同源重組是一種基因編輯技術(shù)，利用細(xì)胞自身的DNA

修復(fù)機制，將外源DNA

片段插入到基因組的特定位置。同源重組可以用于基因

敲除、基因敲入和基因修復(fù)等。基因敲除和基因敲入Genomic

DNA序列比對序列比對是指將兩個或多個DNA

或蛋白質(zhì)序列進行比較，尋找序列之間的相

似性和差異。序列比對是生物信息學(xué)的

基礎(chǔ)，可以用于基因識別、功能預(yù)測和進化分析等?；蝾A(yù)測基因預(yù)測是指利用生物信息學(xué)方法，在基因組序列中識別基因的位置和結(jié)構(gòu)。

基因預(yù)測是基因組注釋的重要步驟，可

以為基因功能研究提供基礎(chǔ)信息。第十六章：生物信息學(xué)基礎(chǔ)比較基因組學(xué)比較基因組學(xué)是指對不同生物體的基因組進行比較分析的學(xué)科。比較基因組學(xué)能夠揭示不同生物體之間的進化關(guān)系、基因功能差

異和基因組結(jié)構(gòu)變異等。全基因組測序全基因組測序是指對生物體的整個基因組進行測序的過程。全基因組測序能夠獲取生物體的所有遺傳信息，為基因功能研究、疾

病診斷和藥物開發(fā)等提供重要數(shù)據(jù)?；蚪M學(xué)轉(zhuǎn)錄組學(xué)RNA-Seq

技術(shù)RNA-Seq技術(shù)是一種高通量的轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，能夠?qū)?xì)胞或組織中的所有RNA

分子進行定量分析。RNA-Seq技術(shù)能夠揭示基因表達(dá)patterns,發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本和非編碼RNA,并研究基因表達(dá)調(diào)控機制。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析是指對RNA-Seq

數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和生物信息學(xué)分析的過程。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析能夠識別差異表達(dá)基因、

GO

富集分析和KEGG

通路分析等，從而揭示基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義。StrategyInitial

RNA

poolSelection/depletionResulting

RNApoolipt

representationAs

dominatessed

RNAc

DNAipt

representationIAsde-emphasizedLegendgen

immmatnon

ribo

pairLimited

transcript

represe

Abundant

RN/LowLimitedtranscriptrepreAbundant

RN/LowTissueIsolate

RNA,DNAserRNA

PolyAreductionselectioncDNA

captureTotal

RNA2質(zhì)譜技術(shù)質(zhì)譜技術(shù)是一種高靈敏度的蛋白質(zhì)分析技術(shù)，能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)的分子量、氨基酸序列和修飾狀態(tài)進行精確測定。質(zhì)譜技術(shù)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的核心

技術(shù)，可以用于蛋白質(zhì)鑒定、定量和修飾分析等。蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)是指細(xì)胞中蛋白質(zhì)之間相互作用的集合。蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)能夠揭示蛋白質(zhì)的功能和調(diào)控機制，并為藥物靶點發(fā)現(xiàn)和疾病

機

制

研

究

提

供

重

要

信

息

。lenDDAMS1m/zMS2m/z蛋白質(zhì)組學(xué)MS2d

Identi■Sample1■SamplenSILACMS1ntensityIntensityb

AcquisitionIntensity22)MS1IntensityTissue

cros5-sectionsforspatial

assaysSpatially

informed

ligand-receptor

andbigand-receptor-targetanalysis知乎@追風(fēng)單細(xì)胞測序單細(xì)胞測序是指對單個細(xì)胞的基因組、轉(zhuǎn)錄組或蛋白質(zhì)組進行測序的技術(shù)

。單細(xì)胞測序能夠揭示細(xì)胞間的異質(zhì)

性，為研究細(xì)胞分化、發(fā)育和疾病機

制提供重要信息?？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)是指在保持細(xì)胞空間位置信息的情況下，對組織中的基因表

達(dá)進行分析的技術(shù)?？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)能

夠揭示基因表達(dá)的空間分布規(guī)律，為研究組織發(fā)育、疾病發(fā)生和藥物作用

機制提供重要信息。第十七章：分子生物學(xué)前沿技術(shù)Cefubype

dentifcationZFNZFN

(鋅指核酸酶)是一種基因編輯工具，由鋅指蛋白和核酸內(nèi)切酶

組成。ZFN能夠識別特定的DNA

序列，并對其進行切割，從而實現(xiàn)基因編輯。TALENTALEN

(轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶)是一種基因編輯工具，由

TAL效應(yīng)物和核酸內(nèi)切酶組成。TALEN能夠識別特定的DNA序列，

并對其進行切割，從而實現(xiàn)基因編輯。CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9(規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)序列及其相關(guān)蛋白9)是

一種基因編輯工具，由Cas9

蛋白和sgRNA組成。CRISPR/Cas9能夠識別特定的DNA

序列，并對其