《基因工程》共 19章，从原理、技术和应用三个方面对基因工程进行了较为系统的阐述。*先，简要介绍了基因和基因表达调控原理，展示了基因组、转录组、蛋白质组等组学的*新进展。随后，系统阐述了基因工程操作中基因工具酶的使用、目的基因分离、载体构建、外源基因导入、阳性转化子筛选等技术方法，并概述了核酸杂交、基因芯片、基因编辑、基因沉默、转座子突变和干细胞转化等基因工程新技术。在此基础上，《基因工程》重点介绍了基因工程技术在原核细胞、酵母、植物、动物以及人类基因治疗工程中的应用进展，详细论述了分子抗体工程、基因编辑、合成生物学等基因工程新技术和新产业。*后，讨论了基因工程中可能存在的生物安全问题，并提出了相应的监管措施，展望了应用前景。
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目录
第1章基因工程概论1
1.1基因工程概述1
1.1.1基因和基因组1
1.1.2基因工程简介2
1.2基因工程基本技术体系3
1.2.1基因工程技术体系构成3
1.2.2基因工程基本操作流程5
1.3基因工程发展简史7
1.3.1基因工程诞生背景7
1.3.2基因工程诞生标志10
1.3.3基因工程发展过程11
1.3.4基因工程*新进展14
1.4基因工程主要研究内容15
1.4.1基因克隆15
1.4.2基因工程工具酶15
1.4.3基因工程载体16
1.4.4外源基因导入宿主细胞16
1.4.5转化子的鉴定筛选17
1.4.6基因工程产品的分离纯化及产业化应用17
1.5基因工程的应用18
1.5.1基因工程在后基因组时代的作用18
1.5.2基因工程在工业中的应用20
1.5.3基因工程在农业生产中的应用21
1.5.4基因工程在医药健康产业中的应用22
1.5.5基因工程应用前景展望23
本章小结24
第2章基因表达调控25
2.1基因调控基本特征25
2.1.1基因表达25
2.1.2基因表达的时空特性25
2.1.3基因表达的方式26
2.1.4基因表达调控的基本原理27
2.1.5基因表达调控的生物学意义29
2.2原核基因表达调控30
2.2.1原核生物基因的转录机制30
2.2.2原核基因转录调节特点30
2.2.3乳糖操纵子调节机制31
2.2.4色氨酸操纵子调节机制31
2.2.5半乳糖操纵子调节机制35
2.2.6阿拉伯糖操纵子调节机制36
2.2.7原核生物的翻译水平调控37
2.3真核基因表达调控38
2.3.1真核生物的基因结构与转录前调控38
2.3.2真核基因的转录调控43
2.3.3真核基因的转录后调控52
2.4调控真核基因表达的主要研究技术55
2.4.1凝胶迁移实验56
2.4.2染色质免疫共沉淀技术57
2.4.3DNaseⅠ足迹实验58
2.4.4酵母单杂交系统59
2.4.5双萤光素酶报告系统60
2.5转基因植物中外源基因的表达调控61
2.5.1转化外源基因的瞬时表达和稳定表达61
2.5.2转录调控序列对外源基因表达的影响62
2.5.3外源基因在翻译水平上的调控63
2.5.4外源DNA整合的遗传效应对基因表达的影响64
本章小结66
第3章基因组研究67
3.1基因组及其类型和大小67
3.1.1原核生物基因组68
3.1.2真核生物细胞核基因组69
3.1.3真核生物细胞器基因组70
3.2遗传图谱72
3.3物理图谱73
3.3.1作图文库74
3.3.2物理图谱的构建81
3.3.3物理图谱和遗传图谱比较83
3.4基因组测序83
3.4.1DNA测序的方法84
3.4.2基因组测序91
3.4.3序列组装95
3.5基因组序列分析97
3.5.1搜寻基因97
3.5.2基因功能预测99
3.6基因组序列特征100
3.6.1基因组序列复杂性100
3.6.2原核生物基因组序列102
3.6.3真核生物基因组序列103
3.6.4重复DNA104
本章小结106
第4章多组学与生物信息学108
4.1转录组学108
4.1.1转录组学概述108
4.1.2转录组研究方法108
4.1.3非编码RNA110
4.1.4RNA测序技术的应用110
4.2蛋白质组学111
4.2.1蛋白质组学概述111
4.2.2基于凝胶的差异蛋白分离技术112
4.2.3质谱鉴定蛋白质技术113
4.2.4基于质谱的定量蛋白质组学研究115
4.2.5蛋白质翻译后修饰118
4.2.6功能蛋白质组学研究118
4.2.7蛋白质组研究应用120
4.3代谢组学122
4.3.1代谢组学概述122
4.3.2代谢组学研究技术123
4.3.3代谢组学的应用127
4.4表型组学129
4.4.1表型组学概述129
4.4.2表型组学研究技术130
4.4.3表型组学的应用132
4.5生物信息学134
4.5.1生物信息学概述134
4.5.2生物信息学研究内容135
4.5.3生物信息数据库136
4.5.4分子进化分析138
4.6多组学整合研究139
4.6.1多组学整合概述139
4.6.2多组学整合研究思路139
4.6.3多组学数据整合分析的应用及展望140
本章小结141
第5章基因工程工具酶143
5.1限制性内切核酸酶143
5.1.1限制性内切核酸酶的发现和分类143
5.1.2Ⅱ类限制性内切核酸酶的特点144
5.1.3限制性内切核酸酶的命名法146
5.1.4限制性内切核酸酶的反应条件146
5.1.5影响限制性内切核酸酶酶切的反应条件147
5.2连接酶148
5.2.1连接酶的发现148
5.2.2连接酶的种类148
5.2.3不同末端的连接策略149
5.2.4DNA连接酶的影响因素149
5.3DNA聚合酶150
5.3.1DNA聚合酶的发现150
5.3.2DNA聚合酶的功能150
5.4核酸修饰酶151
5.4.1末端脱氧核苷酸转移酶151
5.4.2碱性磷酸酶152
5.4.3T4噬菌体多核苷酸激酶153
5.5核酸酶和外切核酸酶154
5.5.1核糖核酸酶154
5.5.2脱氧核糖核酸酶Ⅰ154
5.5.3S1核酸酶155
5.5.4外切核酸酶155
本章小结155
第6章目的基因分离156
6.1化学合成DNA分离目的基因156
6.2基因的电子克隆156
6.3基因文库获取目的基因158
6.3.1构建基因文库法分离目的基因158
6.3.2cDNA基因文库的构建和筛选160
6.3.3PCR技术的基本原理165
6.3.4影响PCR反应的因素167
6.3.5反向PCR169
6.3.6反转录PCR170
6.3.7荧光定量PCR170
RACE-PCR171
6.3.8
6.3.9多重PCR172
6.3.10原位PCR173
6.3.11重组PCR173
6.3.12不对称PCR173
6.4目的基因分离技术174
6.4.1利用DNA芯片分析目的基因174
6.4.2利用cDNA微阵列分离目的基因175
6.4.3转座子诱变分离克隆目的基因175
6.4.4T-DNA标签法分离目的基因175
6.4.5图位克隆法分离目的基因176
本章小结177
第7章基因工程载体178
7.1基因克隆载体178
7.1.1质粒载体178
7.1.2噬菌体载体185
7.1.3黏粒载体190
7.1.4人工染色体载体192
7.2基因表达载体194
7.2.1大肠杆菌原核表达载体194
7.2.2酵母与动物细胞真核表达载体196
7.2.3植物细胞真核表达载体198
本章小结200
第8章重组DNA分子导入受体细胞201
8.1重组DNA分子导入原核受体细胞201
8.1.1自然条件下细菌受体细胞的转化过程202
8.1.2感受态细胞的选择202
8.1.3重组DNA分子导入大肠杆菌细胞的方法203
8.1.4聚乙二醇介导的细菌原生质体转化207
8.2重组DNA分子导入酵母细胞208
8.2.1聚乙二醇介导的酵母细胞转化209
8.2.2电转化法介导的酵母细胞转化210
8.2.3碱性阳离子Li+介导的酵母细胞转化210
8.3外源重组基因导入植物细胞211
8.3.1DNA直接转化法211
8.3.2农杆菌Ti质粒转化法214
8.4动物细胞遗传转化的方法217
8.4.1动物细胞的物理转染法218
8.4.2动物细胞的化学转染法220
8.4.3动物细胞的生物转染法222
本章小结226
第9章转化子筛选与鉴定228
9.1遗传学检测方法228
9.1.1基于载体基因的筛选与鉴定228
9.1.2互补选择法232
9.1.3基于目的基因的筛选与鉴定234
9.2电泳检测法238
9.2.1直接电泳检测法238
9.2.2酶切电泳检测法239
9.2.3PCR扩增检测法242
9.3核酸分子杂交检测法243
9.3.1探针的制备243
9.3.2Southern印迹杂交243
9.3.3Northern印迹杂交246
9.3.4菌落印迹原位杂交247
9.3.5斑点印迹杂交249
9.4免疫化学检测法250
9.4.1放射性抗体检测法250
9.4.2免疫沉淀测定法252
9.4.3酶联免疫吸附测定法252
9.5转译筛选法253
9.5.1杂交抑制转译检测法253
9.5.2杂交选择转译检测法254
本章小结254
第10章基因工程新技术256
10.1核酸分子杂交技术256
10.1.1核酸杂交的基本原理256
10.1.2核酸探针的制备256
10.1.3核酸杂交种类与方法259
10.1.4核酸杂交技术的应用260
10.2芯片技术261
10.2.1基因芯片的基本原理261
10.2.2基因芯片的种类261
10.2.3基因芯片制作技术的基本步骤262
10.2.4基因芯片技术的应用263
10.3基因敲除技术264
10.3.1Cre-loxP基因敲除系统265
10.3.2FLP/FRT系统266
10.3.3噬菌体phiC31位点重组酶系统266
10.3.4ZFN技术267
10.3.5TALEN技术268
10.3.6CRISPR/Cas9技术268
10.3.7基因敲除技术的应用269
10.4基因沉默技术270
10.4.1RNA干扰技术270
10.4.2表观遗传基因组编辑技术271
10.4.3基因沉默技术的应用271
10.5转座子突变技术272
10.5.1转座子基因突变系统272
10.5.2转座子突变技术的应用273
10.6植物遗传转化新方法274
10.6.1碳纳米管技术274
10.6.2DNA纳米结构转化技术275
10.6.3干细胞转化技术276
10.6.4质体转化277
10.6.5磁性纳米颗粒279
本章小结279
第11章原核细胞基因工程281
11.1原核细胞基因表达特征281
11.2原核细胞基因工程概述282
11.2.1原核细胞基因工程简介282
11.2.2原核细胞基因调控规律283
11.2.3原核细胞基因表达主要调控元件284
11.3原核细胞基因表达系统的种类及特点
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