内容简介
《基因克隆和DNA分析(第7版 影印版)》的英文原版是一本在国外很有影响,且使用广泛的基因克隆和DNA分析的入门教材。全书深入浅出地阐述了分子生物学基本技术如基因克隆、基因表达、PCR、基因组学等的原理,同时又生动地介绍了基因克隆和DNA分析在基础研究、医学、农学、法医学等领域中的实际应用。
《基因克隆和DNA分析(第7版 影印版)》适合作为高等院校生物学、农林、医药类专业的教学参考书,也可供生命科学相关科研人员和中学生物教师参考。
内页插图
目录
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
《分子生物学前沿技术:从基础到应用》 内容简介 本书旨在为学习分子生物学、生物技术以及相关交叉学科的读者提供一个全面且深入的知识框架,重点聚焦于当前最前沿和最具影响力的实验技术和理论进展。本书结构严谨,内容详实,涵盖了从分子克隆、基因组学到蛋白质工程等多个关键领域。 第一部分:分子生物学基础与核心技术 本部分首先奠定了坚实的理论基础,回顾了生命科学的核心概念,如中心法则的深化理解,以及基因表达调控的复杂网络。随后,我们将详述现代分子生物学实验的基石——核酸的分离、纯化与定量技术。 核酸的提取与纯化: 详细阐述了从不同来源(如哺乳动物组织、植物、微生物、FFPE样本)高效提取高质量DNA和RNA的方法。内容深入到酚氯仿萃取法的优化、基于硅胶柱的快速纯化流程,以及在处理微量样本时所需的特殊技术,如微量离心和样品浓缩策略。同时,对RNA的完整性评估(如使用RNA完整性数[RIN值])和DNA的质粒/基因组分离策略进行了详尽的对比分析。 电泳技术与分离: 不仅仅停留在琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳的基础原理,更扩展至高分辨率的分离技术。包括用于DNA/RNA分离的变性电泳,以及用于蛋白质分析的SDS-PAGE及其后续的等电点聚焦(IEF)技术,为后续的鉴定步骤做准备。 分子杂交技术(Southern/Northern Blotting): 深入探讨了这些经典技术在特定序列检测中的应用,包括探针的合成(放射性、荧光标记)、高灵敏度检测体系的建立,以及如何通过改变杂交条件来提高特异性。 第二部分:基因重组与序列分析的飞跃 本部分是全书的核心,聚焦于基因操作和序列解析的革命性进展。 重组DNA技术进阶: 详细剖析了现代克隆策略,超越了传统的限制性内切酶切割和连接。重点介绍了几种主流的高效克隆系统,包括: Gibson装配法(Gibson Assembly): 阐述其多片段一次性连接的机制、优缺点及适用范围,是构建复杂载体的首选方法。 Gateway克隆系统: 深入解析了λ噬菌体整合酶介导的定向重组原理,及其在构建高通量载体库中的应用。 Golden Gate无缝克隆: 解释了基于Type IIS限制性内切酶的原理,如何在不引入多余序列的情况下实现多片段的线性组装,并应用于合成生物学。 聚合酶链式反应(PCR)的深度应用: 从基础的热循环理论,扩展到多种高级变体: 定量PCR (qPCR/RT-qPCR): 详述了SYBR Green和TaqMan探针技术的定量原理,内参照的选择与校正,以及绝对定量与相对定量的计算模型。 高保真PCR技术: 介绍了利用校对机制提高扩增准确性的新型聚合酶及其在序列克隆中的重要性。 反转录技术(RT): 区分了一步法和两步法RT-PCR的效率差异,并讨论了cDNA文库构建中的偏好性问题。 下一代测序(NGS)技术概览: 本章节提供对主流测序平台的概述,重点讲解其核心原理和数据产出特点: Illumina平台(SBS): 详细描述了簇生成、可逆终止子测序的化学过程。 PacBio/Oxford Nanopore技术: 阐述了单分子实时测序(SMRT)和纳米孔测序如何解决传统短读长测序在重复序列和结构变异检测中的局限性。 第三部分:基因功能研究与表达调控 本部分将技术应用于生物学问题的解析,涵盖了对基因组、转录组和表观遗传学的深入研究。 基因编辑与定点突变技术: 深入探讨了CRISPR/Cas系统(包括Cas9、Cas12等)的作用机制,以及在原核生物、真核生物中实现基因敲除、敲入和碱基编辑的精确操作。讨论了脱靶效应的评估与最小化策略。 转录组学(Transcriptomics): 全面介绍RNA测序(RNA-Seq)的数据分析流程,从数据质控、比对到差异表达基因(DEG)的识别和富集分析。同时,也覆盖了基于FISH和原位杂交(ISH)的组织定位技术。 表观遗传学研究工具: 重点介绍目前用于解析DNA甲基化和组蛋白修饰的技术: MeDIP-Seq与WGBS: 对比分析基于抗体富集和基于亚硫酸氢盐转化对全基因组甲基化图谱的绘制。 ChIP-Seq (染色质免疫沉淀测序): 详细讲解抗体选择、文库构建的挑战,以及如何识别转录因子结合位点。 第四部分:蛋白质工程与系统生物学接口 本部分将视角从核酸转向蛋白质,并探讨如何将这些信息整合到更宏大的系统中。 蛋白质表达与纯化: 详述在大肠杆菌、酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞中进行重组蛋白表达的系统选择依据。内容涵盖了标签蛋白(如His-tag, GST-tag)的引入与去除,以及多种层析技术(亲和层析、离子交换层析、尺寸排阻层析)的串联应用,以达到高纯度要求。 蛋白质结构解析与相互作用: 介绍了结构生物学的关键技术,如X射线晶体学和冷冻电镜(Cryo-EM)的基本原理及其在解析复合物结构中的应用。同时,讲解了酵母双杂交(Y2H)和生物物理学方法(如表面等离子共振SPR)用于研究蛋白质-蛋白质相互作用的实验设计。 生物信息学整合: 强调现代分子生物学实验的最终产出是大数据,因此需要整合高效的生物信息学工具进行数据解读。本书提供关于公共数据库检索、序列比对算法(如BLAST)的高级用法,以及网络分析工具在系统生物学中的应用指导。 本书的特色在于其极强的实验可操作性和前沿性,所有技术描述均注重细节,适合科研人员、研究生以及致力于分子生物学实践的专业技术人员作为参考手册和教学用书。通过本书的学习,读者将能独立设计和执行复杂的高端分子生物学实验,并能批判性地分析和解释实验数据。