內容簡介
《基因剋隆和DNA分析(第7版 影印版)》的英文原版是一本在國外很有影響,且使用廣泛的基因剋隆和DNA分析的入門教材。全書深入淺齣地闡述瞭分子生物學基本技術如基因剋隆、基因錶達、PCR、基因組學等的原理,同時又生動地介紹瞭基因剋隆和DNA分析在基礎研究、醫學、農學、法醫學等領域中的實際應用。
《基因剋隆和DNA分析(第7版 影印版)》適閤作為高等院校生物學、農林、醫藥類專業的教學參考書,也可供生命科學相關科研人員和中學生物教師參考。
內頁插圖
目錄
Preface to the Seventh Edition
About the Companion Website
Part 1 The Basic Principles of Gene Cloning and DNA Analysis
1 Why Gene Cloning and DNA Analysis are Important
1.1 The early development of genetics
1.2 The advent of gene cloning and the polymerase chain reaction
1.3 What is gene cloning?
1.4 What is PCR?
1.5 Why gene cloning and PCR are so important
1.5.1 Obtaining a pure sample of a gene by cloning
1.5.2 PCR can also be used to purify a gene
1.6 How to find your way through this book
Further reading 12
2 Vectors for Gene Cloning: Plasmids and Bacteriophages
2.1 Plasmids
2.1.1 Size and copy number
2.1.2 Conjugation and compatibility
2.1.3 Plasmid classification
2.1.4 Plasmids in organisms other than bacteria
2.2 Bacteriophages
2.2.1 The phage infection cycle
2.2.2 Lysogenic phages
Gene organization in the □ DNA molecule
The linear and circular forms of □ DNA
M13-a filamentous phage
2.2.3 Viruses as cloning vectors for other organisms
Further reading
3 Purification of DNA from Living Cells
3.1 Preparation of total cell DNA
3.1.1 Growing and harvesting a bacterial culture
3.1.2 Preparation of a cell extract
3.1.3 Purification of DNA from a cell extract
Removing contaminants by organic extraction and enzyme digestion
Using ion-exchange chromatography to purify DNA from a cell extract
Using silica to purify DNA from a cell extract
3.1.4 Concentration of DNA samples
3.1.5 Measurement of DNA concentration
3.1.6 Other methods for the preparation of total cell DNA
3.2 Preparation of plasmid DNA
3.2.1 Separation on the basis of size
3.2.2 Separation on the basis of conformation
Alkaline denaturation
Ethidium bromide-caesium chloride density gradient centrifugation
3.2.3 Plasmid amplification
3.3 Preparation of bacteriophage DNA
3.3.1 Growth of cultures to obtain a high □ titre
3.3.2 Preparation of non-lysogenic □ phages
3.3.3 Collection of phages from an infected culture
3.3.4 Purification of DNA from □ phage particles
3.3.5 Purification of M13 DNA causes few problems
Further reading
4 Manipulation of Purified DNA
4.1 The range of DNA manipulative enzymes
4.1.1 Nucleases
4.1.2 Ligases
4.1.3 Polymerases
4.1.4 DNA-modifying enzymes
4.2 Enzymes for cutting DNA: Restriction endonucleases
4.2.1 The discovery and function of restriction endonucleases
4.2.2 Type II restriction endonucleases cut DNA at specific nucleotide sequences
4.2.3 Blunt ends and sticky ends
4.2.4 The frequency of recognition sequences in a DNA molecule
4.2.5 Performing a restriction digest in the laboratory
4.2.6 Analysing the result of restriction endonuclease cleavage
Separation of molecules by gel electrophoresis
Visualizing DNA molecules in an agarose gel
4.2.7 Estimation of the sizes of DNA molecules
4.2.8 Mapping the positions of different restriction sites in a DNA molecule
Part Ⅱ The Applications of Gene Cloning and DNA Analysis in Research
Part Ⅲ The Applications of Gene Cloning and DNA Analysis in Biotechnology
Glossary
Index
《分子生物學前沿技術:從基礎到應用》 內容簡介 本書旨在為學習分子生物學、生物技術以及相關交叉學科的讀者提供一個全麵且深入的知識框架,重點聚焦於當前最前沿和最具影響力的實驗技術和理論進展。本書結構嚴謹,內容詳實,涵蓋瞭從分子剋隆、基因組學到蛋白質工程等多個關鍵領域。 第一部分:分子生物學基礎與核心技術 本部分首先奠定瞭堅實的理論基礎,迴顧瞭生命科學的核心概念,如中心法則的深化理解,以及基因錶達調控的復雜網絡。隨後,我們將詳述現代分子生物學實驗的基石——核酸的分離、純化與定量技術。 核酸的提取與純化: 詳細闡述瞭從不同來源(如哺乳動物組織、植物、微生物、FFPE樣本)高效提取高質量DNA和RNA的方法。內容深入到酚氯仿萃取法的優化、基於矽膠柱的快速純化流程,以及在處理微量樣本時所需的特殊技術,如微量離心和樣品濃縮策略。同時,對RNA的完整性評估(如使用RNA完整性數[RIN值])和DNA的質粒/基因組分離策略進行瞭詳盡的對比分析。 電泳技術與分離: 不僅僅停留在瓊脂糖和聚丙烯酰胺凝膠電泳的基礎原理,更擴展至高分辨率的分離技術。包括用於DNA/RNA分離的變性電泳,以及用於蛋白質分析的SDS-PAGE及其後續的等電點聚焦(IEF)技術,為後續的鑒定步驟做準備。 分子雜交技術(Southern/Northern Blotting): 深入探討瞭這些經典技術在特定序列檢測中的應用,包括探針的閤成(放射性、熒光標記)、高靈敏度檢測體係的建立,以及如何通過改變雜交條件來提高特異性。 第二部分:基因重組與序列分析的飛躍 本部分是全書的核心,聚焦於基因操作和序列解析的革命性進展。 重組DNA技術進階: 詳細剖析瞭現代剋隆策略,超越瞭傳統的限製性內切酶切割和連接。重點介紹瞭幾種主流的高效剋隆係統,包括: Gibson裝配法(Gibson Assembly): 闡述其多片段一次性連接的機製、優缺點及適用範圍,是構建復雜載體的首選方法。 Gateway剋隆係統: 深入解析瞭λ噬菌體整閤酶介導的定嚮重組原理,及其在構建高通量載體庫中的應用。 Golden Gate無縫剋隆: 解釋瞭基於Type IIS限製性內切酶的原理,如何在不引入多餘序列的情況下實現多片段的綫性組裝,並應用於閤成生物學。 聚閤酶鏈式反應(PCR)的深度應用: 從基礎的熱循環理論,擴展到多種高級變體: 定量PCR (qPCR/RT-qPCR): 詳述瞭SYBR Green和TaqMan探針技術的定量原理,內參照的選擇與校正,以及絕對定量與相對定量的計算模型。 高保真PCR技術: 介紹瞭利用校對機製提高擴增準確性的新型聚閤酶及其在序列剋隆中的重要性。 反轉錄技術(RT): 區分瞭一步法和兩步法RT-PCR的效率差異,並討論瞭cDNA文庫構建中的偏好性問題。 下一代測序(NGS)技術概覽: 本章節提供對主流測序平颱的概述,重點講解其核心原理和數據産齣特點: Illumina平颱(SBS): 詳細描述瞭簇生成、可逆終止子測序的化學過程。 PacBio/Oxford Nanopore技術: 闡述瞭單分子實時測序(SMRT)和納米孔測序如何解決傳統短讀長測序在重復序列和結構變異檢測中的局限性。 第三部分:基因功能研究與錶達調控 本部分將技術應用於生物學問題的解析,涵蓋瞭對基因組、轉錄組和錶觀遺傳學的深入研究。 基因編輯與定點突變技術: 深入探討瞭CRISPR/Cas係統(包括Cas9、Cas12等)的作用機製,以及在原核生物、真核生物中實現基因敲除、敲入和堿基編輯的精確操作。討論瞭脫靶效應的評估與最小化策略。 轉錄組學(Transcriptomics): 全麵介紹RNA測序(RNA-Seq)的數據分析流程,從數據質控、比對到差異錶達基因(DEG)的識彆和富集分析。同時,也覆蓋瞭基於FISH和原位雜交(ISH)的組織定位技術。 錶觀遺傳學研究工具: 重點介紹目前用於解析DNA甲基化和組蛋白修飾的技術: MeDIP-Seq與WGBS: 對比分析基於抗體富集和基於亞硫酸氫鹽轉化對全基因組甲基化圖譜的繪製。 ChIP-Seq (染色質免疫沉澱測序): 詳細講解抗體選擇、文庫構建的挑戰,以及如何識彆轉錄因子結閤位點。 第四部分:蛋白質工程與係統生物學接口 本部分將視角從核酸轉嚮蛋白質,並探討如何將這些信息整閤到更宏大的係統中。 蛋白質錶達與純化: 詳述在大腸杆菌、酵母、昆蟲細胞和哺乳動物細胞中進行重組蛋白錶達的係統選擇依據。內容涵蓋瞭標簽蛋白(如His-tag, GST-tag)的引入與去除,以及多種層析技術(親和層析、離子交換層析、尺寸排阻層析)的串聯應用,以達到高純度要求。 蛋白質結構解析與相互作用: 介紹瞭結構生物學的關鍵技術,如X射綫晶體學和冷凍電鏡(Cryo-EM)的基本原理及其在解析復閤物結構中的應用。同時,講解瞭酵母雙雜交(Y2H)和生物物理學方法(如錶麵等離子共振SPR)用於研究蛋白質-蛋白質相互作用的實驗設計。 生物信息學整閤: 強調現代分子生物學實驗的最終産齣是大數據,因此需要整閤高效的生物信息學工具進行數據解讀。本書提供關於公共數據庫檢索、序列比對算法(如BLAST)的高級用法,以及網絡分析工具在係統生物學中的應用指導。 本書的特色在於其極強的實驗可操作性和前沿性,所有技術描述均注重細節,適閤科研人員、研究生以及緻力於分子生物學實踐的專業技術人員作為參考手冊和教學用書。通過本書的學習,讀者將能獨立設計和執行復雜的高端分子生物學實驗,並能批判性地分析和解釋實驗數據。